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飞机地面空调车智能温度控制算法的应用研究

作　者: 张彬彬
导　师: 潘琢金
学　校:
专　业: 计算机应用技术
关键词: 飞机地面空调车 小脑模型神经网络 模糊控制 自适应性
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


飞机地面空调车工作环境复杂多变，导致空调车温度控制系统具有大滞后、非线性、时变和工作状态不确定等特点。温度控制系统多是基于常规PID控制算法，这种控制方法对于不精确的控制模型，存在超调量大、调节时间长、抗干扰能力弱等缺陷。因此，单纯依靠常规PID算法，很难达到空调车温度控制的应用要求。随着智能控制在理论上和技术上的长足发展，将智能算法引入到温度控制系统中成为目前解决复杂系统控制的主要途径。本文在常规PID控制基础上引入了神经网络和模糊控制算法，分别完成了神经网络、模糊控制算法与PID控制的融合，并进行了仿真实验比较。实验结果表明模糊PID控制在稳定性、精度方面控制效果较好，但自适应调整能力较差；而基于神经网络的PID控制抗干扰能力强、调整速度快，但不能利用已有知识经验，存在超调量大等问题。课题在分析研究了神经网络和模糊控制算法各自特点后，提出了一种新的调节速度快、稳定性高和抗干扰能力强的模糊CMAC-PID并行控制方法。这种控制方法利用小脑模型神经网络（CMAC）较强的自适应调整能力，与模糊PID控制器并行工作，能够迅速、精确、稳定的达到系统所要求的温度值。Matlab仿真实验结果表明这种控制方式有效地改善了系统的动态性能、稳态精度和鲁棒性，具有较好的工程应用前景。

全文目录


摘要  6-7
Abstract  7-11
第1章 绪论  11-18
  1.1 课题研究背景及意义  11-13
  1.2 国内外研究现状  13-16
    1.2.1 飞机地面空调车国内外研究现状及趋势  13-15
    1.2.2 智能温度控制技术的研究现状  15-16
  1.3 论文研究的主要内容  16-18
第2章 飞机空调车温度控制算法理论基础  18-25
  2.1 飞机空调车温度控制系统  18-19
  2.2 PID 控制基本原理  19-20
  2.3 数字 PID 控制方法  20-22
    2.3.1 位置式 PID 控制方法  21
    2.3.2 增量式 PID 控制方法  21-22
  2.4 PID 参数整定算法  22-24
    2.4.1 经验 PID 参数整定方法  22-23
    2.4.2 智能 PID 参数整定方法  23-24
  2.5 本章小结  24-25
第3章 基于神经网络的 PID 控制系统  25-36
  3.1 神经网络理论基础  25-28
    3.1.1 神经元模型  25-26
    3.1.2 神经网络的结构  26-27
    3.1.3 神经网络的学习算法  27-28
  3.2 神经元 PID 控制系统  28-31
    3.2.1 神经元 PID 控制原理  28-30
    3.2.2 神经元 PID 控制实验仿真  30-31
  3.3 基于 BP 神经网络的 PID 控制系统  31-35
    3.3.1 BP 神经网络  31-32
    3.3.2 基于 BP 网络的 PID 控制原理  32-35
    3.3.3 基于 BP 网络的 PID 控制实验仿真  35
  3.4 本章小结  35-36
第4章 模糊 PID 控制系统  36-46
  4.1 模糊控制概述  36-38
    4.1.1 模糊数学简介  36
    4.1.2 模糊控制原理  36-38
  4.2 模糊自适应 PID 控制原理  38-44
    4.2.1 模糊 PID 控制的结构  38-39
    4.2.2 输入量的模糊化  39-40
    4.2.3 控制规则的分析设定  40-43
    4.2.4 模糊推理  43
    4.2.5 输出量的去模糊化  43-44
  4.3 模糊自适应 PID 控制实验仿真  44-45
  4.4 本章小结  45-46
第5章 小脑模型神经网络与模糊 PID 并行控制系统  46-54
  5.1 模糊控制和神经网络的特点  46-47
    5.1.1 模糊控制的特点  46
    5.1.2 人工神经网络的特点  46-47
  5.2 模糊控制和神经网络的结合  47-48
  5.3 小脑模型神经网络与模糊 PID 并行控制  48-53
    5.3.1 CMAC 网络  48-49
    5.3.2 CMAC 网络与模糊 PID 并行控制原理  49-51
    5.3.3 实验仿真与算法性能比较  51-53
  5.4 本章小结  53-54
第6章 温度控制模拟系统的设计与实现  54-60
  6.1 模拟系统设计方案  54-55
  6.2 下位机软硬件设计与实现  55-57
    6.2.1 硬件设计  55-57
    6.2.2 算法实现  57
  6.3 上位机软件设计与实现  57-59
  6.4 本章小结  59-60
结论  60-62
参考文献  62-65
致谢  65-66
攻读硕士期间发表(含录用）的学术论文  66

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统
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