基于虚拟仪器的控制系统

论文题目: 基于虚拟仪器的控制系统

论文类型: 硕士论文

论文专业: 机械电子工程

作者: 熊秀

导师: 石秀华

关键词: 虚拟仪器,神经网络控制,软件控制器

文献来源: 西北工业大学

发表年度: 2005

论文摘要: 对于虚拟仪器在控制领域中的应用,目前系统深入的分析研究还很少。本文对基于虚拟仪器的控制系统进行了系统的总结和研究,重点研究了虚拟仪器开发平台Labview中的软件控制器的实现和应用,并完成了一个小型的电机控制系统。本文的主要研究内容有如下几个方面: 1.对虚拟仪器及Labview在控制领域中的应用进行了分析总结,并对基于虚拟仪器的控制系统的系统结构、体系选择、控制回路定时等关键问题进行了分析。 2.在Labview中,用多种方法实现了神经网络算法,并对各种实现方法进行了分析和总结。 3.对具有良好收敛性能但很复杂的LMBP算法,将其中最关键的Jacobian矩阵的计算方法进行了改进,采用矩阵计算的方法代替单个元素的求解,使程序实现该算法的难度大大降低。 4.在Labview中,在前面实现的神经网络算法基础上,进行了神经网络系统辨识(包括在线辨识)仿真。 5.在Labview中实现了PID增量型控制器、内模控制器和神经PID控制器,并对各种控制器进行了控制仿真实验,结果表明这些控制器是有效的。 6.对神经PID控制中,输出转换成过程对NNC控制算法的影响进行了讨论,使神经PID控制在各种情况下得以正确应用。 7.完成了基于虚拟仪器的电机转速控制系统,针对具体实例,解决了电机转速测量、控制器应用等问题。

论文目录:

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 论文研究背景及意义

1.2 本文完成的主要工作

第二章 虚拟仪器及神经网络

2.1 虚拟仪器概述

2.2 LabVIEW介绍

2.3 神经网络及其在控制中的应用

2.4 小结

第三章 基于虚拟仪器的控制系统

3.1 虚拟仪器及Labview在控制中的应用

3.2 基于虚拟仪器的控制系统的结构

3.3 系统体系结构的选择

3.4 控制回路的定时

3.4.1 软件定时

3.4.2 硬件定时

3.4.3 改进控制循环性能

3.5 小结

第四章 神经网络算法在LABVIEW中的实现

4.1 BP网络标准算法

4.2 用Labview实现BP网络算法

4.2.1 用Labview实现神经网络的途径

4.2.2 用CIN节点实现BP网络算法

4.2.3 用MATLAB Script节点实现神经网络

4.2.4 用Labview图形编程语言实现BP算法

4.2.5 用Labview图形编程语言实现改进的BP算法

4.3 Levenberg—Marquadt BP算法

4.3.1 LMBP算法介绍

4.3.2 Jacobian矩阵计算方法的改进

4.3.3 LM算法的Labview实现

4.4 小结

第五章 软件控制器的原理与实现

5.1 用Labview进行仿真的可行性

5.2 PID控制器

5.2.1 数字PID控制算法

5.2.2 PID控制器

5.2.3 PID控制仿真

5.3 神经网络控制器

5.3.1 系统辨识方法

5.3.2 Labview中的系统辨识仿真实验

5.3.3 神经网络控制方案

5.3.4 Labview中的内模控制仿真

5.4 神经PID控制

5.4.1 神经PID算法及仿真

5.4.2 输出转换过程对PID参数调整算法的影响

5.5 小结

第六章 基于虚拟仪器的电机转速控制系统

6.1 电机参数

6.2 控制系统硬件选择

6.3 电机转速测量

6.4 控制程序及控制器的应用

6.4.1 电机转速的PID控制

6.4.2 电机转速的神经PID控制

6.5 小结

全文总结

致谢

参考文献

发布时间: 2005-06-27

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