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神经网络在PLC控制系统中的应用

神经网络在PLC控制系统中的应用

点击数:7609 次   录入时间:03-04 11:37:43   整理:http://www.55dianzi.com   PLC入门

 摘 要:神经网络具有自学习、自调整、自适应能力。本文介绍了由PLC控制实现的神经网络PID自适应控制器。实验表明,该技术对于提高控制精度是行之有效的。具有在调速系统中推广应用的价值。

  一、引言

  虽然目前的交、直流传动系统都有较成熟的控制方案,采用线性PIPID 调节器可以取得基本满意的控制效果。但是,常参数的PID调节器只对线形系统有效,它们的控制性能因为系统的非线性而降低。在电力传动系统中,虽可以建立电机模型,但是电机本身和负载的一些参数(如交流电机的转子电阻、拖动负载的转动惯量)是无法确定的、时变的。电气设备的机械饱和特性,开关的失控时间、控制延时都是不能精确建模的非线性因素。 然而将模糊与神经网络技术引入电力传动系统设计智能控制器却可以很好地克服电力传动对象变参数、非线性等问题,大大提高系统的鲁棒性。引入模糊与神经网络技术的主要优点是不需要过程的复杂模型,而且适应性强,容易实现。

  本文是将PID控制规律融进神经网络[3]之中,实现神经网络与PID控制规律的本质结合,共同完成PID自适应调节,并用PLC实现神经网络PID自适应控制,确保电力传动系统的控制精度和可靠性。

  二、PID自适应控制器

  常规PID控制算法为:

  (1) 

 

  用求和代替积分,微分用有限差分代替,即上式为:

  (2) 

 

  式中T为采样周期,KP是比例系数,KI=KP/TI是积分比例系数,KD=KPTD是微分比例系数。

  根据上式,组成由两层线性神经网络构造的控制器,如图1所示。它是由比例、积分、微分三个单元组成的一种动态前向网络,各层神经元个数、连接方式、连接权值是按PID控制规律的基本原则和已有的经验确定,能够保证系统的稳定和快速收敛。

  

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