单神经元嵌入查询表模糊控制器的设计与实现

论文摘要

随着工业自动化水平的迅速提高,计算机在工业领域的广泛应用,人们对工业自动化的要求越来越高。传统的控制理念和控制器在控制效果方面与智能控制相比精度和稳定性方面都比较差,在传统控制领域,PID控制器被广泛采用,它的特点是结构简单,适应性强。但是简单的PID控制往往不能达到令人满意的程度,尤其是对大滞后、慢时变、非线性的复杂系统。而现在许多工业过程控制系统中,被控对象往往存在着结构和参数的不确定性、纯滞后或非线性耦合等特性,所以,单个控制器的控制系统很难完成工业复杂的控制任务。于是,现在人们开始研究将两种或几种控制手段相结合来提高整个控制系统的特性。比如:模糊PID控制、神经网络PID控制、遗传算法与模糊逻辑神经网络的融合等。本文介绍了一种传统控制与智能控制相结合的控制方案:单神经元PI嵌入模糊控制查询表的控制方式,传统与模糊、神经控制相结合,有机的弥补了各控制方式在控制方面的不足,提高了控制器性能。本文通过对单神经元PI嵌入模糊控制查询表中的控制器的设计及实现,完成了系统的建模、仿真和实际应用。结果表明该控制器不管与传统的PID控制器还是与单个的模糊控制器比较鲁棒性和快速性都大大地得到改善。另外,通过对被控对象的模拟仿真实现了运动状态的真实再现,直观性和真实性较好,使得人们能够方便地通过模拟仿真来研究运行状态,预防和查找故障等。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 本课题的研究内容
• 1.2.1 基于NPIFC 控制系统简介
• 1.2.2 NPIFC 控制器的设计
• 1.2.3 变频器通讯应用
• 1.2.4 运动状态的3D 模拟再现
• 1.2.5 数据采集卡的使用
• 1.3 课题研究的目的与意义
• 第二章 NPIFC 控制器的设计及仿真
• 2.1 NPIFC 控制器设计思想
• 2.1.1 模糊控制（Fuzzy Control）理论的相关知识
• 2.1.2 神经网络控制（Neural Net Control）的有关知识
• 2.1.3 NPIFC 控制器的设计思想
• 2.2 NPIFC 控制器的设计
• 2.2.1 基本模糊控制器的设计
• 2.2.2 单神经元嵌入控制器的实现
• 2.3 基于NPIFC 控制系统仿真
• 2.3.1 VC++中控制器实现
• 2.3.2 被控对象程序编写
• 2.3.3 控制效果图
• 本章小结
• 第三章 基于NPIFC 电机调速控制系统设计
• 3.1 系统整体结构设计
• 3.2 变频器串口通信设计与实现
• 3.2.1 硬件部分设计
• 3.2.2 软件部分设计
• 3.3 数据采集卡
• 3.3.1 数据采集卡硬件配置
• 3.3.2 数据采集软件设计
• 3.4 速度闭环设计与实现
• 本章小结
• 第四章 转速实时显示曲线与数据存储的实现
• 4.1 实时数据显示
• 4.1.1 Mschart 控件的使用讲解
• 4.1.2 实时曲线程序实现
• 4.2 数据存储
• 本章小结
• 第五章 控制实验与3D 模拟仿真
• 5.1 基于NPIFC 控制系统的控制实验
• 5.1.1 控制系统的建立
• 5.1.2 控制实验操作及实验结果
• 5.2 3D 仿真模型的制作
• 5.2.1 SolidWorks 三维绘图软件的介绍
• 5.2.2 SolidWorks2006 的特点
• 5.2.3 发电机模型的绘制
• 5.3 ADAMS 3D 动态仿真的实现
• 5.3.1 软件的介绍
• 5.3.2 ADAMS 的基本构成以及功能
• 5.3.4 ADAMS/view 工作环境的设置
• 5.3.5 控制系统动态运动过程再现
• 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢