基于PROFINET多变量系统智能控制应用研究

来源 :北京化工大学 | 被引量 : 5次 | 上传用户:ythaohaizi
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现代企业的工业过程控制中,经常碰到大滞后、非线性、多变量耦合的复杂控制对象。传统的控制方法很难满足控制的要求,而智能控制为解决这类复杂系统的控制提供了新的途径。同时,信息技术的发展,信息交换的领域已经覆盖了工厂、企业乃至世界各地的市场,急需建立以工业控制网络技术为基础的企业信息化系统。智能控制的发展和广泛应用,现代企业网络信息化的需求,使工业以太网下实现智能控制算法成为自动化领域的新的研究热点。本文以大滞后、双变量耦合的立式加热炉为控制对象,研究了被控对象的特点,建立了数学模型。根据立式加热炉的特点,研究了基于遗传算法的自适应模糊控制算法,设计了相应的控制规则。通过仿真研究,分析了模糊控制器各参数的变化对系统控制的影响,获得了以遗传算法优化的一组较好参数,为实际的物理实验奠定基础。如何将基于遗传算法的自适应模糊控制算法在PROFEINET网络和SIEMENS S7下实现是个技术难题。本文利用了SCL高级编程语言,研究了高级算法的实现,编写模糊化、模糊计算、解模糊和遗传优化的程序,为了减小算法对CPU的要求,Mamdani推理的模糊控制规则矩阵的部分在MATLAB下进行。最后用LAD语言调用模糊控制程序并结合西门子PROFINET工业控制网络环境的信号采集和数据传输,最终实现工业以太网下的智能控制。在实际的物理实验中,将本文提出的控制算法与传统的PID控制算法进行了比较,结果表明该控制算法的有效性和实用性。
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