基于BP网络的布带缠绕机参数PID控制系统研究

摘要

本课题研制以工业计算机为控制核心的,磁粉制动器为执行元件的,张力传感器实时反馈布带张力变化的闭环张力控制系统.新型的机械结构,基本消除了由于布带半径变化所带来的张力变化.对该控制方案的工作原理、执行元件的动静态特性及主要组成部件的参数选取进行了较深入的分析.并以张力系统中的开卷辊为研究对象,建立了张力控制系统的数学模型.同时为实现对执行元件的驱动,研制了满足驱动要求的PWM电路板.在工业控制中,由于PID调节不需要依赖精确的数学模型而得到了广泛的应用,但是当输入方式改变或环境的变化使干扰的形式发生变化时,PID控制系统的三个控制系数(P、I、D)需要重新人工整定,难以取得满意的控制效果.在此利用神经网络所具有的鲁帮性、容错性和并行运算结构基本不依赖受控对象的数学模型,能适应任何不确定系统等特点,将神经网络理论应用于张力PID控制系统中,设计出神经PID控制器.实验表明,所设计的神经PID控制器克服了传统PID控制器的缺陷,能保证对布带张力的稳定控制,提高了控制精度,能满足系统所要求的性能指标.本文还对压力控制系统和温度控制系统的实现进行了简要的介绍.本文对整个参数控制系统的监控软件的编制进行了论述.

目录

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第一章绪论

§1.1引言

§1.2布带缠绕工艺的特点

§1.3布带缠绕机的发展状况

§1.3张力控制器的发展状况

§1.3.1控制张力的重要性

§1.3.2布带张力控制存在的主要问题

§1.3.3张力控制系统要求

§1.3.4张力控制器的发展状况

§1.4本文研究的目的和主要研究内容

第二章精密张力控制系统的设计

§2.1引言

§2.2通用卷取张力控制系统的组成

§2.2.1张力的产生

§2.2.2张力控制系统的组成

§2.3张力控制系统的执行元件

§2.3.1磁粉离合器

§2.3.2力矩电机

§2.4张力控制系统方案设计

§2.5张力控制系统的主要组成部件

第三章张力控制系统的建模

§3.1张力控制系统的数学模型

§3.2张力控制系统的软件设计

§3.2.1主程序的设计

§3.2.2软件抗干扰研究

§3.2.3软件界面设计

第四章基于BP神经网络理论的张力PID控制系统

§4.1使用神经网络理论进行精密张力控制的必要性

§4.2神经网络控制器设计

§4.2.1BP网络的基本原理和算法

§4.2.2基于BP神经网络的PID控制器

§4.3基于BP神经网络理论的张力PID控制系统实验研究

第五章缠绕机压力和温度控制系统简介

§5.1压力控制系统

§5.1.1缠绕过程中施加压力的意义

§5.1.2压力机构的选择

§5.1.3气动控制机构的设计

§5.2温度控制系统

§5.2.1在缠绕过程中进行温度控制的意义

§5.2.2加热装置

§5.2.3温度控制系统

结 论

参考文献

在校期间发表与学位论文工作相关的学术论文

致 谢

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