基于神经网络的波峰焊控制系统研究

论文摘要

波峰焊接技术是表面贴装中应用非常广泛的一种焊接技术，特别是对于插装电路板的焊接。随着表面贴装技术的发展，焊接的种类日益增多，贴片元件的使用也越来越广泛。但是在很多应用领域插件电路板仍然被广泛的使用，所以研究波峰焊控制技术也是非常重要的。本文以具体项目为背景，描述了波峰焊控制系统的软硬件设计以及预热区温度控制算法。系统采用目前工业控制领域应用非常广泛的分布式控制系统，它运行稳定、抗干扰能力强、易于扩展。系统中采用PLC作为下位机控制器，上位机界面用通用工控软件Intouch来制作。利用OPC技术将温度控制算法嵌入到上位机监控系统中。这样处理层次分明、结构明确、便于更新。针对温度大惯性、纯滞后的特点，本课题从传热学的角度详细分析了影响炉温的各类参数，引入BP神经网络对预热区的温度进行控制。建立了五输入、一输出的动态模型，并利用神经网络的自学习能力对其参数进行了优化。通过试验和仿真证明了该控制算法达到了预期的目的，效果很好。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 工程背景与研究意义
• 1.1.1 工程背景概述
• 1.1.2 研究意义
• 1.2 本文的研究内容及篇章结构安排
• 1.2.1 研究内容
• 1.2.2 篇章结构安排
• 第二章 波峰焊机的工作原理与构造
• 2.1 波峰焊简介
• 2.1.1 波峰焊机的基本结构
• 2.1.2 波峰焊接的工艺流程
• 2.1.3 波峰焊接工艺中的常见问题分析
• 2.1.4 波峰焊机的发展趋势
• 2.2 波峰焊控制策略分析
• 第三章 控制系统设计
• 3.1 系统总体架构
• 3.2 硬件设计
• 3.2.1 PLC及其扩展模块介绍
• 3.2.2 变频调速
• 3.2.3 步进电机控制
• 3.2.4 温度控制
• 3.2.5 电源线的EMI滤波器设计
• 3.3 软件设计
• 3.3.1 监控平台设计
• 3.3.2 PLC程序设计
• 3.3.3 OPC技术
• 3.3.4 MODBUS通信协议
• 3.3.5 软件抗干扰技术
• 第四章 基于BP神经网络的温度控制算法研究
• 4.1 神经网络简介
• 4.1.1 神经网络概述
• 4.1.2 神经网络的基本结构
• 4.1.3 神经网络的学习规则与算法
• 4.2 基于BP算法的温度控制器设计与实现
• 4.2.1 BP网络学习算法
• 4.2.2 控制器设计
• 4.2.3 实验分析
• 第五章 总结与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间科研及论文完成情况