1. 研究目的与意义
在工业生产中, 大多数过程是非线性的。对于非线性程度不高的过程, 可以当作线性过程处理。要控制好极端非线性过程, 则相当困难。采用MCGS组态软件开发该系统则可以实现多次开发、适时采集监控等功能。它能快速构造和生成计算机监控系统的组态软件, 包括组态环境和运行环境。实践证明, 系统具有界面友好、易于操作、运行可靠、便于升级扩充等特点。自适应单神经元控制系统首先根据采集到的输入输出数据建立被控过程模型,并在此基础上引入单神经元控制器。单神经元是一个多输入单输出的非线性处理单元,具有自学习,自适应功能,对非线性对象具有很好的控制效果。单神经元。通过李亚普诺夫方法对控制器参数进行在线调节,从而使得系统输出值能够较快跟踪设定值。具有结构简单、易于操作的特点,具有较快的跟踪速度,并且控制参数可以在线调节。
本课题研究的是将MCGS组态软件和单神经元自适应控制系统结合起来,将两者的优势互补,实现对工业生产的非线性对象,实时采集监控、较快跟踪、在线调整相关参数,在良好的人际交互界面下,达到优良的控制效果。
2. 国内外研究现状分析
随着现代科学技术的发展,自动控制技术的早期应用实践推动了控制理论的产生和发展,20世纪20年代以频域法为主的经典控制理论的形成及其在工业实践中成功应用,成为控制科学与工程学科建立的标志。此后,经典控制理论的形成及其在工业中获得了广泛的应用。
在空间技术发展的推动下,20世纪50年代又出现了以状态空间法为主的现代控制理论,并相继发展了最优控制、随机控制和自适应控制等若干相对独立的分支,使控制科学与工程学科的理论和技术进入工程化、产品化阶段,显著加快了工业技术更新的步伐。
自从19世纪j.c.maxweu对具有调速器的蒸汽发动机系统进行线性常微分方程描述及稳定性分析以来,经过20世纪初bode,nichols,nyquist等人的杰出贡献,才形成经典反馈控制的理论基础。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容:
了解单神经元自适应控制系统组成
掌握单神经元自适应控制系统参数的整定与投运方法
4. 研究创新点
将MCGS全中文工控组态软件和单神经元自适应控制系统结合,对非线性对象进行控制,测试其特性,两者的优点实现互补,可以应用在当代实际工业生产过程中。被控对象的大惯性、大延迟和大滞后,和被控对象模型的不确定使得常规控制系统不能很好得实现其控制,引发的控制效果差,生产的产品质量水平不高越来越成为阻碍控制的毒瘤。单神经元自适应控制系统可以很好的解决延迟,滞后的问题,实现即时控制,在线调整控制器参数,实现最优控制。在MCGS软件条件下,单神经元自适应控制有很好的人机,人和系统的交换通信,更进一步得使人与系统的融合。
实验以水箱液位作为测试对象,通过此实验,将实验结果应用于工业生产过程之中,使更好得实现生产的自动化,提高生产率。
