熱工控制系統設計平臺的開發(fā)及應用.pdf

1、控制系統的仿真設計已經成為控制系統設計的一個關鍵步驟。熱工控制對象往往比較復雜，對安全性和經濟性的要求也較高，人們幾乎不可能在熱工對象上進行直接的控制系統設計，而要通過仿真以加深對系統本質的掌握和了解。同時，面向對象的軟件開發(fā)方法與傳統的面向過程的控制系統仿真軟件開發(fā)方法相比有很多優(yōu)點，可大大方便熱工控制系統設計平臺的開發(fā)和后續(xù)工作。 根據熱工控制系統的特點，本文采用面向對象的思想和開發(fā)手段，應用Java語言設計了熱工控制系統設

2、計平臺。該軟件采用典型環(huán)節(jié)作為基本的操作單元，可快捷方便的實現結構圖的繪制和處理。通過對信號流圖和梅森公式的分析，提出了一種新的單輸入單輸出系統結構圖求傳遞函數的計算機求解算法，完成了相關公式的推導和傳遞函數的離散化處理等工作。 本文在分析熱工對象現代建模和控制技術的基礎上，以熱工控制系統設計軟件為平臺，開發(fā)了雙輸入單輸出熱工對象的神經網絡灰箱式建模和單輸入單輸出熱工對象的單神經元自適應預測控制軟件模塊，并將該功能應用于大時滯熱

3、工對象——換熱器的建模和控制仿真實驗中。在建模過程中，推導了通用的前饋網絡和改進Elman網絡的基于工作點的灰箱式建模算法，這兩種算法以矩陣表示，易于理解和編程，適用性強。在網絡訓練中，提出了綜合的自適應步長調整策略，保證網絡的收斂性并避開局部極小點。通過仿真實驗，確定了神經網絡在換熱器訓練和單神經元自適應預測控制系統中參數的最佳范圍。與常規(guī)PID控制相比，單神經元控制能夠獲得較好的控制品質，表明該控制系統是可行的，本文同時也指出該控制