温度试验系统自适应调节算法研究

bb20920d · 发表于 2022-4-26 14:39:05

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雅宝题库解析：
温度应力是造成产品发生失效的重要因素，在可靠性与环境试验中都对温度条件的控制存在要求。温度试验箱是进行可靠性试验的重要设备，温控系统作为其主要的组成部分之一，对于温度条件的模拟至关重要。传统的温度试验箱，多以常规PID控制算法应用于PLC，加上远程控制终端（即上位机：PC机或HMI）的控制，一般都能实现控制目标。但因为温度系统是一个慢时变、带时滞的非线性系统，所以其控制精度不是很高，有时当系统模型（参数）发生大的改变时，例如氟泄漏、负载变化等，其控制效果变差，甚至无法达到设定目标值。针对温控系统的这些特性，本文首先设计了基于常规PID算法的PLC控制程序，以及基于VC++的上位机人机界面。基本完成对包括加热、制冷、油泵等分设备在内的整个系统的有效使用，以及PC与PLC之间简洁可靠的通讯，作为进一步工作的基础和实验对照。并在过程中解决了对具有加热、制冷两套相反调节作用的执行机构的控制，使控制方式更加平稳。其次，通过对比最小二乘算法与粒子群优化算法(PSO)，指出了前者在闭环辨识中的不足。通过Matlab仿真模型数据验证了PSO算法的有效性，分析了算法控制参数对辨识结果的影响，并在成功实现了对实际采样数据的PSO辨识。再次，运用BP神经网络(BP-NN)学习算法在Matlab中完成了对PID控制器参数的自整定，结合PSO算法形成了自适应调节设计。并对比分析了本文所采用的自适应控制算法对于常规PID算法的优越性。最后，实现了VC++与Matlab的混合编程，使得程序具有模块化、语言简洁、运算高效的特点，生成的上位机软件安装文件也可以脱离Matlab的安装环境，成功发布到未安装有VC++与Matlab的计算机当中，具有很好的通用性。

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