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基于混沌RBF的PID控制在窑炉中的应用
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2009-08-18
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介绍了MSP430 单片机控制的陶瓷窑炉系统，对数学模型与算法进行了分析，设计了软硬件。
系统改进了PID 控制，加入了混沌RBF 算法，大大提高了温度控制的精确性。系统由两大部分组成，下位机负责测量数据，上位机负责对数据进行处理、显示等。与此同时使用串口通信RS-485实现了主从站控制。
在工业生产中，冶金、钢铁、机械等领域都需要用到窑炉加热设备，温度成了工业控制对象中一种非常重要的指标和参数。在不断的对温度进行测量的同时还需要对温度进行控制。温度的测量和控制存在着严重的滞后性，调节时间、超调量、本身的误差都要控制在一定的范围内[1]。
数字PID 控制在生产过程中是一种最普遍的控制方法，要想获得较好的控制效果就必须调整好比例、微分、积分三种控制作用[2]。虽然比例控制能够迅速的反映系统的温度误差，但也很容易引起超调，而且PID 不易进行在线调整。本文使用了改进神经网络混沌RBF 算法，取代了一般PID 控制，通过训练自动调整PID 参数，不仅具有一般BP 算法的自适应优点，而且还有效的解决了标准BP 算法随训练次数的增多而引起的学习效率低、收敛速度慢、易形成局部极小而得不到全局最优等缺点，在控制方面有明显的改善。
单片机具有体积小，速度快，价格低等优势，广泛应用于各种控制系统，可以方便的进行数据采集、数据测试等。本文采用TI 公司出品的一款强大的16 位单片机MSP430，其显著特点是具有极低的功耗[3]。
本系统将经过CHAOS-RBF 算法训练好的网络下载到单片机，大大加快了运行速度，提高了系统的效率。
系统改进了PID 控制，加入了混沌RBF 算法，大大提高了温度控制的精确性。系统由两大部分组成，下位机负责测量数据，上位机负责对数据进行处理、显示等。与此同时使用串口通信RS-485实现了主从站控制。
在工业生产中，冶金、钢铁、机械等领域都需要用到窑炉加热设备，温度成了工业控制对象中一种非常重要的指标和参数。在不断的对温度进行测量的同时还需要对温度进行控制。温度的测量和控制存在着严重的滞后性，调节时间、超调量、本身的误差都要控制在一定的范围内[1]。
数字PID 控制在生产过程中是一种最普遍的控制方法，要想获得较好的控制效果就必须调整好比例、微分、积分三种控制作用[2]。虽然比例控制能够迅速的反映系统的温度误差，但也很容易引起超调，而且PID 不易进行在线调整。本文使用了改进神经网络混沌RBF 算法，取代了一般PID 控制，通过训练自动调整PID 参数，不仅具有一般BP 算法的自适应优点，而且还有效的解决了标准BP 算法随训练次数的增多而引起的学习效率低、收敛速度慢、易形成局部极小而得不到全局最优等缺点，在控制方面有明显的改善。
单片机具有体积小，速度快，价格低等优势，广泛应用于各种控制系统，可以方便的进行数据采集、数据测试等。本文采用TI 公司出品的一款强大的16 位单片机MSP430，其显著特点是具有极低的功耗[3]。
本系统将经过CHAOS-RBF 算法训练好的网络下载到单片机，大大加快了运行速度，提高了系统的效率。
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