基于BP-NN的压机压力控制系统的设计

发布时间：2017-07-28 12:23

  本文关键词：基于BP-NN的压机压力控制系统的设计

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【摘要】：随着我国的经济快速发展,消费者对压制板材的需求量随着经济的增长以及国民收入的增加逐年增长。而在板材加工产业中压机作为压制加工过程中的核心设备,为了提高产品质量,更好的满足消费者对高品质高质量压制板材的需求,需要对压机压力控制系统进行改进与设计。压力控制系统通过对压机压制板材过程中建立相关的压力数学模型,采用基于BP(Back Progaration)神经网络(BP-NN即反向传播神经网络)的经典PID控制,控制压机压制板材过程的压力参数。经过MATLAB仿真,通过与传统的PID调节器相比,基于BP神经网络PID控制具有更好的抗干扰性和参数时变的鲁棒性。针对板材压制加工过程中对压机压力控制系统的较高精度压力控制需求,采用现代传感技术、PLC控制技术,以某公司的BY型压机为研究对象,对其压力电控系统的分析,采用西门子PLC为控制核心;压机压力的数据采集采用星仪公司生产的CYYZ11压力传感器进行压力数据检测、采集与传输。使用MTC磁伸缩式位移传感器实现对位移的实时监测。压力信号的采集是通过压力传感器完成,通过A/D与D/A电路转换模块,将采集到的模拟信号转换为数字信号,最后经PLC和上位机接收并进行数据处理。系统实现了压机压力控制系统的软硬件设计初衷,然后通过借用相关的仿真软件对压力控制系统部分功能进行了控制程序的编写,并进行了调试,结果表明,所设计的系统初步满足了设计的要求。
【关键词】：压机 压力控制系统 PLC BP神经网络
【学位授予单位】：东北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG305;TP273
【目录】：

• 摘要8-9
• 英文摘要9-10
• 1 引言10-16
• 1.1 研究的目的与意义10-12
• 1.2 国内外压机控制系统研究现状12-13
• 1.3 压机控制系统存在的问题与发展趋势13-14
• 1.4 研究的主要内容14-16
• 2 压机压力控制系统分析与设计16-25
• 2.1 压机压力系统性能指标16-17
• 2.2 压机压力主要影响因素的分析17-22
• 2.2.1 位移影响因素分析17-18
• 2.2.2 压力影响因素分析18-19
• 2.2.3 流量影响因素分析19-22
• 2.3 压机压力控制系统构成与分析22-24
• 2.3.1 总体控制系统框图22
• 2.3.2 液压控制系统设计方案22-24
• 2.4 本章小结24-25
• 3 BP神经网络PID控制原理与仿真25-39
• 3.1 神经网络25-28
• 3.1.1 人工神经元的构成25
• 3.1.2 连接权值25-26
• 3.1.3 神经网络状态26
• 3.1.4 神经网络的输出26
• 3.1.5 神经网络结构与学习方法26-28
• 3.2 PID控制器原理28-29
• 3.3 BP神经网络PID控制器设计29-34
• 3.3.1 BP算法与数学描述29-31
• 3.3.2 基于BP神经网络PID控制原理31-34
• 3.4 基于BP神经网络PID仿真与结果分析34-38
• 3.5 本章小结38-39
• 4 压机压力控制系统硬件设计39-50
• 4.1 系统硬件整体框架39
• 4.2 电源电路设计39-40
• 4.3 A/D转换电路40-42
• 4.4 D/A转换与传感器驱动电路42-45
• 4.5 通信电路45-46
• 4.6 传感器选型46-47
• 4.7 可编程逻辑控制器选型47-49
• 4.8 本章小结49-50
• 5 压机控制系统软件设计与运行分析50-56
• 5.1 压机的工作流程50
• 5.2 压机压力控制系统的软件设计50-54
• 5.2.1 压机压力控制系统要求分析51
• 5.2.2 活动横梁主控制程序设计51-52
• 5.2.3 工作缸压力控制程序设计52-53
• 5.2.4 同步控制程序设计53-54
• 5.3 系统测试分析54-55
• 5.4 本章小结55-56
• 6 结论56-57
• 致谢57-58
• 参考文献58-61
• 附录61-62
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文62

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本文编号：584037