發(fā)布時間：2017-09-06 23:13

  本文關鍵詞：冷軋APC系統(tǒng)智能控制器設計與實驗研究

  更多相關文章： 冷軋 自動位置控制 DE算法 模糊控制 連續(xù)功能表 FB封裝 Elman神經(jīng)網(wǎng)絡 辨識

【摘要】：在冷軋板帶的生產(chǎn)中,厚度精度是板帶材重要的質(zhì)量評價指標,而冷軋液壓自動位置控制(Automatic Position Control,APC)系統(tǒng)的性能直接關系到板帶材產(chǎn)品的厚度精度。目前在冷軋領域使用最廣泛的PID控制器在應對系統(tǒng)時變、非線性時,需要人工調(diào)節(jié)參數(shù),自適應能力較差,存在很多局限性。隨著控制理論不斷發(fā)展和完善,將智能算法引入到APC系統(tǒng)中,并且根據(jù)實際生產(chǎn)需求進行改進和創(chuàng)新具有重要的研究價值。首先,在深入分析冷軋APC系統(tǒng)的構造和運行原理的基礎上,建立冷軋液壓APC系統(tǒng)的線性和非線性模型,并以線性模型為依據(jù)搭建系統(tǒng)模擬電路,便于后期PLC實驗研究。其次,以搭建好的線性APC模型為研究對象,設計出差分進化(Differential Evolution,DE)算法PID控制器。另外,為了對階躍響應性能進行更全面的評價,采用多指標加權適應度函數(shù),并引入基于“個體健康值”的變異縮放因子和“種群早熟指標”的交叉概率,從而提高算法搜索速度以及規(guī)避局部極值的能力,最終得到IDE-PID Differential Evolu(I timprove on-d PID)控制器,并進行MATLAB仿真和PLC實驗研究。再次,針對IDE-PID控制器后期參數(shù)調(diào)整效率低下的缺點,在改進適應度函數(shù)的基礎上提出了fuzzy-PID參數(shù)自調(diào)整控制器。另外,提出模糊規(guī)則窮搜索算法完善模糊規(guī)則庫,結(jié)合之前提出的IDE算法,得到IDE-fuzzy PID控制器,并進行MATLAB仿真和PLC實驗研究。最后,以非線性APC模型為研究對象,設計出了基于Elman網(wǎng)絡辨識的神經(jīng)網(wǎng)絡控制器。其中,Elman網(wǎng)絡具有動態(tài)辨識能力,可以對系統(tǒng)非線性動態(tài)特性進行準確辨識;另外加入一個前饋網(wǎng)絡控制器,根據(jù)Elman網(wǎng)絡辨識結(jié)果輸出控制量。同時借鑒廣義預測控制理論來提高系統(tǒng)響應性能,最后進行了MATLAB仿真實驗對比試驗。
【關鍵詞】：冷軋 自動位置控制 DE算法 模糊控制 連續(xù)功能表 FB封裝 Elman神經(jīng)網(wǎng)絡 辨識
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG334.9
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目錄8-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 引言10
• 1.2 冷軋自動厚度控制系統(tǒng)概述10-11
• 1.3 冷軋APC系統(tǒng)發(fā)展過程及現(xiàn)狀11-12
• 1.3.1 冷軋APC控制系統(tǒng)的發(fā)展過程11
• 1.3.2 冷軋領域控制技術現(xiàn)狀及不足11-12
• 1.4 智能控制的發(fā)展及其在冷軋領域的應用12-14
• 1.4.1 智能控制的發(fā)展12-13
• 1.4.2 智能控制在冷軋領域的應用13-14
• 1.5 選題意義及研究內(nèi)容14-16
• 第2章 冷軋APC系統(tǒng)數(shù)學模型建立及模擬電路設計16-25
• 2.1 引言16
• 2.2 冷軋APC系統(tǒng)結(jié)構介紹16-21
• 2.2.1 位移傳感器17-18
• 2.2.2 伺服放大器18
• 2.2.3 電液伺服閥18-20
• 2.2.4 閥控液壓缸20-21
• 2.3 冷軋APC系統(tǒng)數(shù)學模型21-24
• 2.3.1 冷軋APC系統(tǒng)非線性模型21-22
• 2.3.2 冷軋APC系統(tǒng)線性模型22-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第3章 基于改進差分進化算法的冷軋APC系統(tǒng)控制器設計及實驗研究25-49
• 3.1 引言25
• 3.2 差分進化算法介紹25-29
• 3.2.1 差分進化算法原理和缺點分析26-27
• 3.2.2 改進的適應度函數(shù)27
• 3.2.3 基于自適應參數(shù)的差分進化算法27-29
• 3.3 基于改進差分進化算法的IDE-PID控制器設計及仿真研究29-36
• 3.3.1 IDE-PID控制器設計29-31
• 3.3.2 仿真實驗31-36
• 3.4 IDE-PID控制器在SIEMENS PLC平臺的實驗研究36-48
• 3.4.1 西門子PLC簡介36-37
• 3.4.2 FM458功能模塊介紹37-38
• 3.4.3 D7 Function Block Generator軟件簡介38-40
• 3.4.4 IDE-PID算法的PLC編程實現(xiàn)40-41
• 3.4.5 實驗結(jié)果41-48
• 3.5 本章小結(jié)48-49
• 第4章 基于IDE-fuzzy算法的冷軋APC系統(tǒng)控制器設計及實驗研究49-61
• 4.1 引言49
• 4.2 改進的fuzzy-PID算法49-58
• 4.2.1 模糊控制的基本原理49-50
• 4.2.2 改進的fuzzy-PID算法50-52
• 4.2.3 模糊規(guī)則庫的獲取52-54
• 4.2.4 IDE-fuzzy PID算法運行流程54-57
• 4.2.5 仿真實驗57-58
• 4.3 IDE-fuzzy PID控制器在西門子PLC平臺的實驗研究58-60
• 4.3.1 CFC程序的編寫58
• 4.3.2 實驗結(jié)果58-60
• 4.4 本章小結(jié)60-61
• 第5章 基于Elman網(wǎng)絡辨識的神經(jīng)網(wǎng)絡控制器在冷軋APC系統(tǒng)中的研究61-72
• 5.1 引言61
• 5.2 基于Elman神經(jīng)網(wǎng)絡的辨識器設計61-67
• 5.2.1 非線性冷軋APC系統(tǒng)分析61-62
• 5.2.2 Elman神經(jīng)網(wǎng)絡及其在APC系統(tǒng)辨識中的應用62-66
• 5.2.3 基于Elman神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)辨識的仿真研究66-67
• 5.3 基于Elman網(wǎng)絡辨識的神經(jīng)網(wǎng)絡控制器設計67-70
• 5.4 仿真研究70-71
• 5.5 本章小結(jié)71-72
• 結(jié)論72-73
• 參考文獻73-77
• 攻讀碩士學位期間承擔的科研任務與主要成果77-78
• 致謝78-79
• 作者簡介79

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

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本文編號：805992