基于BP的Smith补偿PID控制设计在配料集散控制系统中的应用-论文.pdf

《基于BP的Smith补偿PID控制设计在配料集散控制系统中的应用-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、技术创新基于BP的Smith补偿PID控制设计在配料集散控制系统中的应用夏冬梅修立刚姚毅1．佛山职业技术学院机电工程系，广东佛山5281372．中国人民解放军装甲兵技术学院，吉林长春130137摘要：针对在实际配料过程控制系统中，存在纯滞后、非线性和模型不确定性的问题，提出基于BP神经网络PID参数的Smith预估补偿控制策略，研究、改进自动称重与配料闭环控制算法，设计出满足系统实时性和精度要求、性能更好的智能PID控制器，经仿真无误后在PLC上进行调试、组态，从而实现原料的高精度混匀配料。关键词：纯滞后：BP神经网络：Smith预估控制：PI

2、D；仿真中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1671-5780(2015)03-0216-02引言2．1BPSmith_控．PID控制器模型本文研究对象是基于过程现场总线PROFIBUS—DP协议BP一Smith-PID制器模型如图4所示。控制器由三部和PCS7体系结构的新型原料自动配料集散控制系统，采用分组成：一是常规PID控制器，用以直接对对象进行闭环控CF一900B型电子皮带秤采集物料流量信号，其中瞬时流量信制，且三个参数在线整定；二是神经网络BP，根据系统的号分别送PLC和IPC。该信号在PLC上与给定流量信号进运行状态，学习

3、调整权系数，从而调整PID参数，达到某种行比较得到偏差量，并将偏差量转换成相应控制信号，在保性能指标的最优化；三是Smith预估器，用来抑制对象纯滞持皮带上的物料厚度不变的情况下，实现定量圆盘和电子皮后给系统带来的不利影响。带秤恒速比同步调速。工控机校核、确认流量给定状态，同时进行累计计算，形成生产报表、馈至二次仪表进行显示等．原料厂混匀配料系统是一个流量单闭环PID控制系统，系统中共有20个相同的控制回路。1数学模型为了防止下料时的冲击，皮带秤的下料口和称重段以及卸料口有一段距离，因而存在一个时间上的滞后，随着电子皮带秤转速的变化，滞后时间可

4、在很大的范围内变化。因此，由变频器、电动机和定量圆盘给料机所组成的是一个具有变时滞的被控对象，经拟合简化后的受控对象数学模型可表征图4BP-S⋯th—PlD控制器结构图为一阶惯性环节加纯滞的形式：2．2BP_SmithPID控制算法_为有效弥补使用常规PID的Smith~预估补偿控制算法必(⋯()=一e—fm=Gn()e—rm须确切地知道被控对象的数学模型的局限性，本系统所采用2+1(1)的基于BP神经网络数字PID的Smith预估补偿控制系统动l态结构，如图5所示。=，G0(对应的动态结构模型，如图3所示。图3单回配料系统路动态结构方框图图5

5、BP_SmJth—PID控制系统动态结构设常规PID控制器的传递函数为Gc(s)，则系统的闭环由图可知：传递函数为：e(k)=()一()+(尼)=()一(尼)一xm(k)+y(尼)==Gc()Go()e(3)(5)1+()Go()P一若模型是精确的，则系统的闭环特征方程为：(尼)=Ym(k)f11+Gc()Go()e=0(4)(尼)=r()一(尼)(其中e2(k)Gc()的输入)方程中的纯滞后环节e，会影响系统的稳定性。当t(7)m／Tm>=0．5时，常规PID控制器难以取得令人满意的控制但是通过上面的分析，我们得知对于此执行机构来说，效果。并

6、且，当用同一定量配料称重装置输送不同种类的物是不可能得到准确的数学模型，因此BP—Smith-PID预估补料时，工艺配比不同，皮带秤的速度也必定不同，系统结构偿控制方案更具有解决问题的实际意义。突变，控制起来更加困难，严重时可能导致常规PID控制完3结语全失效。综上分析，针对研究对象的特点，选用基于BP神基于这种算法的智能控制器具有良好的动态性能和适经网络PID的Smith预估补偿控制方案。(下转第218页)2控制方案2162015年3月技术创新先作为工程技术人员要熟悉各种工程变更的相关程序；同时参考文献承包公司应尽量控制减少对工程质量有重大影

7、响的内部变[1]吕平．园林绿化工程施工管理的特点与优化措施[J]．科更，以免打乱正常施工顺序，影响工程质量。技风，2012(11)：152．4结语[2]胡关寿，闻国兴．探究园林绿化施工技术要点及保障措总之，城市园林绿化的施工技术关系着绿化施工质量的施[J]．建材与装饰，2013(6)：113—114．高低，也影响着项目在建成后的美观程度，因此在实际工作中要对园林绿化不断进行摸索，力求用比较先进的技术来指[3]唐允坚，广东广州．浅谈园林绿化工程施工技术管理的导施工，把城市的园林绿化工程建设做到最好，使得我们的有效措施[J]．建材与装饰旬刊，201

8、1(11)：50—51．生活环境更加优美。(上接第216页)应能力，克服了经典PID控制因为被控对象模型不准确引起[2]陆萍蓝等．基于神经网络的Smi