基于LabVIEW的神经网络PID控制算法在液位控制系统中的仿真研究

来源 :中南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:bainiao528
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
液位对象是工业上常见的过程控制对象,它具有时变、非线性、大滞后、不确定性等过程控制对象的典型特性。随着工业过程控制对象的日趋复杂化和人们对控制指标越来越高的要求,对于复杂的过程控制对象,单纯使用传统的PID控制,已经很难达到理想的控制效果。本文针对这一问题,围绕如何设计更有效的液位控制系统展开研究。论文先采用机理建模的方法对被控对象单容水箱建立了仿真模型,对其设计了常规PID控制系统。在该系统设计中,论文就常规PID控制器的设计作了详细叙述,并对其进行参数整定得到了最佳PID参数,进行仿真试验获得了系统在液位给定值分别为100mm、200mm和300mm三个不同工作点处的阶跃响应曲线。然后对单容液位对象设计了神经网络PID控制系统。在神经网络PID控制系统设计中,论文先充分研究了神经网络不同结构的特点,选择了其中应用较为广泛的多层前向网络结构BP网络作为系统的神经网络结构部分并叙述了其工作原理和步骤。然后提出了系统的整体结构,对系统控制原理进行了分析,详细叙述了如何设计基于多层前向网的神经网络辨识器NNI和神经网络控制器NNC及如何采用最速下降法训练BP网络,并在仿真软件中实现了该系统,然后进行试验也得到了系统在给定值分别为100mm、200mm和300mm三个不同工作点处的阶跃响应曲线。论文最后采用比较法对两个系统的控制结果进行了比较,从比较结果知,神经网络PID控制系统不论在哪个工作点处都比常规PID控制系统表现出进入稳定状态较快,超调量较小,准确性也更好等特性,从而有力地证实了应用神经网络PID控制系统比常规PID控制系统对于单容水箱液位对象进行控制能获得更好的控制质量。虚拟仪器和神经网络一样都是控制理论及其工程应用中的先进工具,将二者相结合能更充分地发挥它们的优势,从而获得更好的控制质量,是控制系统发展的必然方向。本文探讨了神经网络PID控制系统在虚拟仪器开发软件LabVIEW中的实现方法,并将其应用于水箱液位的控制,仿真结果表明控制系统具有良好的动、静态控制效果。本文将神经网络结构与常规PID算法结合引入液位控制系统的设计,开辟了一种对于液位对象进行控制的新的思路,能为工业上对液位对象的控制理论发展和实际应用提供重要的指导。
其他文献
“十二五”以来,由于城镇化快速发展,城乡居民收入增长较快,带动农产品消费快速增长和食物消费结构升级。面对日益增长的消费需求和日趋紧迫的资源、环境压力,如何利用国际市场和
目的:在下腰椎尤以L5/S1为例,由于骨盆阻挡侧路椎间盘镜手术难于开展,近年来国外出现FEIL手术治疗下腰椎椎间盘突出症。目前国内尚无该技术的相关报道,本研究探讨FEIL途径相
<正>近日2014QS世界大学排行榜正式发布,该榜单由英国教育组织Quacquarelli Symonds(QS)所发表,包括主要的世界大学综合排名及学科排名,是世界三大最具影响力的全球性大学排
期刊
本文基于供给侧改革背景,挖掘出中国当前农产品结构的主要制约因素:农产品供求结构不合理,农产品质量安全问题突出,农产品研发与市场需求相脱节,农产品加工能力不强。在总结
分析了大学生英语口语学习的现状及聋哑英语产生的原因,介绍了英语口语教学的相关理论,并就如何解决大学生口头表达能力薄弱的问题提出了相应对策。
1 1-2月农产品进出口额291亿美元,逆差85亿美元1-2月,中国农产品进出口额291.1亿美元,同比增长13.4%.其中,出口额103.1亿美元,下降2.4%;进口额187.9亿美元,增长24.4%;贸易逆
语言学习系统是一种以微型计算机控制,以轻触型键盘进行操作的机电一体化的较为理想的语言教学设备,它属于现代化教学的一种方式。下面我们从教师教学效率和学生学习效率两方
期刊
移动通信网络管理的主要任务是对网络进行实时监控,确保网络在日常运行中的稳定、高效和可靠。随着移动通信技术的快速发展和移动业务的增长,网络运行故障告警信息规模与频度
1.西瓜的整枝、压蔓。在西瓜、甘薯套作田,宜采用双蔓整枝、对头爬蔓的栽培方式,使瓜蔓均匀分布,提高光合效率。压蔓主要起防风固蔓、调节营养生长和生殖生长的作用,一般用土坷垃