温度是生活中常见的物理量,也是工业生产过程中的基本参数之一,温度的测量和控制效果常常与生产效率、生产安全、能源管理等各项技术经济指标息息相关。随着生产生活的水平不断提高,对温度控制的准确性、稳定性、可靠性等要求也越来越高,传统的单一PID算法已经无法满足控制需求。而神经网络、预测控制等智能控制策略具有更好的智能性,在面对复杂性较高的对象时可以体现出更高的优越性。以传统的PID控制方案为基础,引入智能控制策略,可以将传统PID控制算法和智能控制策略的优势相结合,构建智能PID控制系统,从而达到更好的控制效果,实现更优的系统性能。由于远程无线通信需求和远距离数据采集量的增加以及有线传输方法的成本费用日益增长,有线的数据传输方式会受到环境、质量、功能等因素的限制。因此,在工业生产过程中采用无线的数据传输方式非常必要。近年来,无线传输技术、网络技术以及智能控制技术都在快速发展,这一系列发展也正推动着工业控制技术的进步。尤其是在无线网络控制技术方面,越来越多的专家学者着眼于其理论研究和实践应用,真正实现将无线网络传输技术有效地应用于控制系统中。本文着眼于工业无线温度控制过程,基于WIFI无线传输技术,构建符合工业环境特征和控制需求的无线温度控制系统,并针对温度过程存在的非线性、大滞后等特点改进传统PID控制算法以获得更好的控制效果。具体研究内容及主要创新点包括以下几个方面:1.研究无线网络控制策略的系统稳定性问题,即为具有时变时延的无线网络控制系统建立离散时间模型并设计控制器。在对无线网络控制系统进行系统建模的过程中,设计系统控制器时创造性地将状态反馈和输出反馈同时引入控制器中,这一控制器可以包含现有大部分关于无线网络控制系统中控制器设计的研究成果,具有更好的灵活性和普适性。2.针对温度对象具有的时滞、非线性等特点,先后介绍了几种适用于工业温度控制的智能温度控制算法:基于单神经元的PID控制算法;基于史密斯预估器的PID控制算法;动态矩阵控制算法。为了解决传统PID算法中参数固定不便于修改以及DMC系统难以抑制干扰的问题,引入串级控制策略并将基于单神经元的PID算法与DMC控制策略有效地结合起来,获得了较好的控制效果。3.为工业无线温度控制系统设计符合其需求的无线网络结构并进行硬件实验系统搭建。选用单神经元PID算法在搭建好的系统平台上进行温度控制实验,实现工控机对温度对象的实时远程监控。最终实验结果显示系统控制效果较好,系统整体性能优良。