基于工业以太网的先进控制应用研究

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1、人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。关于论文使用授权的说明汐I

2、．6≥学位论文作者完全了解北京化工大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京化工大学。学校有权保留并向困家有关部门或机构送交论文的复印件和磁虢，允许学位论义被查阅和借阅；学校可以公布’学位论义的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。．保密论文注释：本学位论文属于保密范围，在上年解密后适用小授权书。1卜保密沦文沣释：本学位论义不属于f，【{：密范嘲，适川．小授权书。作者签名：趁刍．导师签名：耋{兰翌曰期：!!!

3、!：!：兰日期：!!丛：五!_；中囹分类号TP29学科分类号5lO．8010论文编号l001020110799密级公开学位授予单位代码10010学位授予单位名称北京化工大学作者姓名杨磊学号2008000799获学位专业名称控制科学与工程获学位专业代码0811课题来源北京市教委项目研究方向神经网络预测控制论文题目基于工业以太网的先进控制应用研究关键词工业以太网，预测函数控制，RBF神经网络，PROFINET论文答辩日期2011年5月31日·论文类型应用研究学位论文评阅及答辩委员会情况姓名职称工作单位学科专长指导教师李红星教授北京联合大学控制理论与控制工程评

4、阅人1祝海江副教授北京化工大学模式识别与智能系统评阅人2张金会副教授北京化工大学网络化控制评阅人3评阅人4评阅人5撇员糊王健林教授北京化工大学智能检测技术答辩委员1曹柳林教授北京化工大学控制理论与控制工程答辩委员2李宏光教授北京化工大学智能控制和先进控制答辩委员3黄克谨教授北京化工大学化工系统工程答辩委员4陈娟教授北京化工大学控制理论与智能检测答辩委员5二．中图分类号在《中国图书资料分类法》查询。三．学科分类号在中华人民共和国国家标准(GB／T13745—9)《学科分类与代码》中查询。四．论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成．三容液位系统是具有非线

5、性、时滞、复杂性等特点的多变量系统。该对象涵盖了工业过程中在液位控制领域内会遇到的绝大部分问题。因此，对于三容液位系统装置的控制对于工业生产具有广泛的指导性意义。本课题的主要内容即是在工业以太网环境下，寻找一种先进的智能控制方法，实现对该液位系统的良好控制。预测函数控制方法，是模型预测控制方法的一个分支，其主要特点在于算法结构简单，控制结构明确。通过大量的文献查阅，从理论角度分析该算法适用于具有时滞特点的非线性对象，从工业应用角度考虑该算法易于通过控制器的算法实现。因此，课题选取预测函数算法作为控制方法。建立匹配的预测模型是预测函数算法的一个核心问题。考

6、虑到被控对象是具有多变量的复杂非线性系统，课题选取神经网络方法建立预测模型。同样是从控制器实现的角度考虑，在网络类型的选择方面，选取逼近能力强且结构简单的RBF网络，通过离线训练的方式建立网络预测模型。随着以太网向工业生产过程的迈进，工业以太网近年来已逐步走向成为工业控制网络的主导方向。西门子公司推出的PRoFINET网络协议适用于所有厂商的通讯，可在各种不同的工业环境完成控制任I北京化工大学硕士学位论文务。本课题采取的基于RBF神经网络预测模型的预测函数控制即是在PRoFINET工业网络环境下通过西门子公司生产的S7—300系列PLC进行控制实现的。全

7、文通过算法理论分析、控制结构设计、预测模型建立与验证、控制方法实现与仿真、以及工业网络下的PLC硬件验证，系统的得出了该方法的有效性和实用性。关键词：工业以太网，预测函数控制，IⅧF神经网络，PROFINETⅡmulti-Vadablesystem．Thiso场ectcoVersmost．oftheindustrialprocessesproblemsencounteredinthefieldofliquidlevelcontr01．Therefore，thecontrollingresearCllofthreIe—talll(systemdeviceh

8、asanextensiVeguidingsignificancefortheindust打alproduction．ThemaincOntentofthetOpicistofindanadvancedintelligentcontrolmethodtoachieVegoodcontroloftheleVelsystemintheindustrialEthemetenVironment．Predictive向nctionalcontrol，abranchofmodelpredictiVecontrol，hasthemainfeatureofhaVingsi

9、mplealgorithmstructureandclearcontrolstr