基于智能算法的温度网络控制系统研究

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1、东华大学硕士学位论文基于智能算法的温度网络控制系统研究专业名称：控制科学与工程作者姓名：田波指导教师：周武能学校代码：10255学号：2131124基于智能算法的温度网络控制系统研究ResearchofTemperatureNetworkControlSystemBasedonIntelligentAlgorithm学院：信息科学与技术学院专业：控制科学与工程姓名：田波导师：周武能教授2016年01月东华大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行

2、研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：、巧旅＾日期：１月日）年抑（东华大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部鬥或机构送交论文的复印件和电子版，允＾许论文被査阅或借飼。本人授权东华大学可１？１将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、

3、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本版权书。＿＿本学位论文属于不保密成学位论文作者签名：指导教师签名：日期：训年Ｉ巧日期：又＂年＜月呼日／月基于智能算法的温度网络控制系统研究基于智能算法的温度网络控制系统研究摘要现今信息化技术产业的迅速发展，极大地推动了工业控制的前进步伐。温度参数作为工业控制界长期研究的重要变量之一，近年来受到的重视程度越来越高，尤其是在大型的冶金、化工等制造业中各种加热用的加热炉、反应炉运用越来越广泛，温度控制效果起着举足轻重的作用。工业控制领域的飞速发展要求传

4、统的控制技术在速度和精度上满足越来越高的要求，通过提高工业现场温度控制效果来提高工业生产的效率，逐渐成为各企业争相追逐的目标。无线网络技术在控制理论与控制系统中的应用引起了控制界专家学者们的极大关注，也推动了一股无线网络控制系统的研究热。随着如遗传算法的提出、模糊控制算法研究的深入、以及神经网络算法的广泛应用等，智能控制方法正处于飞速发展阶段。将新型智能算法与传统PID控制方法相结合的技术大大地提高了控制精度，不仅能够简化操作流程，而且可以提高生产效率。对于特定的工业控制对象，系统都存在一定的非线性和复杂性，由于非线性控制对象存在多样性特点，

5、当前还没有一种优异的算法可以对所有特点各异的工业控制对象进行有效控制，因此必须针对特定非线性控制对象提出有效的控制方案。本文基于Wi-Fi无线传输协议，组建一种层次型网络拓扑结构的无线网络，并定性研究了无线网络参数对系统的影响。将网络拓扑用于温度监控系统的无线通讯，创新性地将无线网络控制技术应用于工业生产过程中的温度控制系统。并针对工业现场温度存在的非线性特点，在传统的PID控制算法的基础上结合神经网络方法提出一种基于BP-PID算法的温度控制器，并对该算法进行优化与改进，模型仿真和实验结果表明，基于BP-PID算法的温度控制器控制效果优良。

6、主要的创新性和研究内容体现在以下几个方面：1.针对工业现场控制对象温度具有的时变、非线性、滞后等特性，在传统PID控制算法基础上，结合神经网络方法设计并优化基于BP神经网络的PID智能控I基于智能算法的温度网络控制系统研究制器，在MATLAB平台上的仿真结果验证了BP-PID算法相比于传统PID算法的优异控制性能。2.无线传感网络存在的丢包率、时延、传输率会影响系统稳定性，本文对控制对象电阻炉进行模型辨识后，在无线仿真平台Truetime上进行控制性能仿真，得到不同参数设置对无线网络控制系统性能的影响，定性分析了无线网络各参数取值对系统稳定性

7、的影响趋势。3.将无线网络拓扑与BP-PID控制器结合构成了一整套无线网络温度控制系统，在搭建的硬件实验平台上进行实验操作，并通过设置的监控软件对被控温度进行实时控制和监视。最终的实验结果分析表明本系统不但存在运行安全、稳定、方便、易于维护和拓展等优势，其温度控制的稳定性、控制精度、响应速度均可达到工业控制标准。关键词：温度；无线网络；Truetime；BP-PID算法II基于智能算法的温度网络控制系统研究RESEARCHOFTEMPERATURENETWORKCONTROLSYSTEMBASEDONINTELLIGENTALGORITHMA

8、BSTRACTTemperatureisgettingmoreandmoreattentionasonekindofmostcommonparametersinth