温度控制系统的研究

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1、哈尔滨工业人学下学硕is学位论文摘要本论文设计了一套温度控制实验装置，同时针对系统中的时滞问题进行了控制方法研究。首先给出了温度控制实验装置的结构，并分析了控制系统的组成部分，推导了控制对象的数学模型，针对此系统提出了内部模型控制算法，该算法中通过改变一个滤波参数就可影响系统的响应特性，实验结果表明，本算法不仅可以改善时滞系统的动态特性，而且有效增强系统各棒稳定性。然后简要介绍了广义预测控制的特点并阐述了其基本理论，针对温度控制实验系统.设计了基于广义预测控制算法的控制律，实验表明，该算法较PID控制具有良好的跟踪性能和抗千扰性能。论文结合温度控制系统提出了基于BP算法的直接神经

2、网络控制器，控制器通过自适应学习速率调整网络权值来跟踪系统的输入，并从理论上证明了该算法的收敛性，实验表明，它不需要复杂的结构就能逼近时滞的动态特性，具有不依赖控制对象数学模型、跟踪精度高，收敛速度快等优点。最后论文介绍了解决软件设计中的系统定时的方法，给出了实验软件系统的流程图，并提出了面向对象的程序设计思想，同时给出了控制算法在软件系统中相应的控制算法类。关键词时滞;内部模型控制;广义预测控制;BP算法哈尔滨工业人学工学硕1:学位论文AbstractInthispaper,anexperimentalsystemoftemperaturecontrolwasdesiAtthe

3、sametime,thecontrolmethodsbasedondeadtimeofthesystemstudied.Firstly,thestructureofexperimentalequipmentwaspresentedanditscomponentswereanalyzed.Atthesametime,themathematicsmodelofthecontrolledobjectwasdeduced.Afterwardtheinternalmodelcontrolprinciplewasbroughtforward.Theperformancesofcontrols

4、ystembasedonthisalgorithmcanbeimprovedbyadjustingafilterparameter.Experimentshowedthatthismethodwaseffectiveforimprovingdynamicperformance,robustnessandstabilityofthecontrolsystemwithdeadtimeSimultaneously,thegeneralpredictivecontroltheorywaspresentedinthispaper,andthecontrollawbasedontempera

5、turecontrolsystemwasdesigned.Experimentsdemonstratedthatthisalgorithmhadsatisfactorytrackingperformancesandpowerfulanti-interferencerelativetoPIDmethod.Thedirectneuralnetworkcontrollerbasedontheback-propagationalgorithmwaspresented.Thecontrollerchangedtheweightvaluetotracktheinputbyadaptivele

6、arningrate.Inaddition,theconvergenceofthisalgorithmwasprovedintheacademicside.Experimentindicatedthattheneuralnetworkcontrollercanapproximatedynamiccharacteristicofdeadtime,andhadtheadvantagesofnodependenceonthemathematicsmodel,highprecisionoftrackingandfastconvergence.Atlast,themethodofresol

7、vingthesystemtimingandflowofthesoftwareoftheexperimentalsystemwasgiven.Subsequently,thethinkingofprogramorientedobjectwasputforward,andthecontrolalgorithmclassescorrespondtothecontrolmethodsinthisexperimentalsystemwereintroduced.Keywordsdeadt