【機械類畢業(yè)論文中英文對照文獻翻譯】PLC變頻調(diào)速的網(wǎng)絡(luò)反饋系統(tǒng)的實現(xiàn)【word英文1937字6頁word中文翻譯3364字5頁】,機械類畢業(yè)論文中英文對照文獻翻譯,word英文1937字6頁,word中文翻譯3364字5頁,機械類,畢業(yè)論文,中英文,對照,對比,比照,文獻,翻譯,plc,變頻,調(diào)速,網(wǎng)絡(luò),反饋,系統(tǒng),實現(xiàn),word 中文譯文 PLC變頻調(diào)速的網(wǎng)絡(luò)反饋系統(tǒng)的實現(xiàn) 　 摘要。變頻調(diào)速系統(tǒng),包括一個異步電動機和通用逆變器、且PLC控制被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。然而,對多變量、非線性和強耦合的異步電機的控制性能卻不足,不能很好地滿足客戶的調(diào)速要求。該數(shù)學(xué)模型的變頻調(diào)速系統(tǒng)提出了矢量控制方式,其可逆轉(zhuǎn)性得到證實。通過構(gòu)建一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的逆系統(tǒng),并結(jié)合變頻調(diào)速系統(tǒng),pseudo-linear系統(tǒng)被完成了,并且為了得到性能優(yōu)良的系統(tǒng)采用了一個線性閉環(huán)調(diào)節(jié)器。采用PLC、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆系統(tǒng)在實際系統(tǒng)可以實現(xiàn)。實驗結(jié)果表明變頻調(diào)速系統(tǒng)的性能得到了很大的提高，并且神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)反饋控制的可行性得到了驗證。 1. 導(dǎo)論 近年來,隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)和現(xiàn)代控制理論,逐漸涉及到交流電機系統(tǒng),這些技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于變頻器調(diào)速的AC馬達(dá)。變頻調(diào)速系統(tǒng),包括一個異步電動機和通用逆變器，用來代替直流調(diào)速系統(tǒng)。由于在工業(yè)領(lǐng)域中的糟糕的環(huán)境和嚴(yán)重的干擾,選擇控制器是一個十分重要的問題。在文獻[1][2][3],介紹了利用工業(yè)控制計算機和數(shù)據(jù)采集卡實現(xiàn)了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)反饋控制。工業(yè)控制計算機的優(yōu)勢有較高的計算速度，龐大的記憶能力以及與其他軟件良好的兼容性等。但是工業(yè)控制計算機在工業(yè)應(yīng)用上也有一些不足，比如運行不穩(wěn)定,不可靠及更惡劣的通信能力。可編程序控制器(PLC)控制系統(tǒng)是專為工業(yè)環(huán)境中的應(yīng)用而設(shè)計的,它的穩(wěn)定性和可靠性好。PLC控制系統(tǒng),可以很容易地集成到現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)并得到高性能的通信結(jié)構(gòu),所以它在近年來被廣泛地使用,并且深受歡迎。該系統(tǒng)由普通的逆變器和異步電機組成，是一種復(fù)雜的非線性系統(tǒng),傳統(tǒng)的PID控制策略,并不能滿足要求和進一步控制。因此,如何加強系統(tǒng)的控制性能是非常迫切的事情。 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆系統(tǒng)[4][5], 在未來幾年里將是一種新型的控制方法。其基本的想法是:對于一個給定的系統(tǒng),原系統(tǒng)的逆系統(tǒng)是由一個動態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引起的,對象信號和反饋信號的組合系統(tǒng)被轉(zhuǎn)化成一種線性關(guān)系的解耦標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)。隨后,一個線性閉環(huán)調(diào)節(jié)器設(shè)計可以達(dá)到較高的控制性能。該方法的優(yōu)點是在工程上很容易實現(xiàn)。在線性化及其解耦控制正常的非線性系統(tǒng)能實現(xiàn)采用這種方法。 　　把神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)反饋結(jié)合到可編程序控制器(PLC)上就可以很容易地彌補不足的問題，解決在PLC控制系統(tǒng)上的非線性耦合。這個組合可以促進神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)反饋付諸實踐，來實現(xiàn)其全部的經(jīng)濟效益和社會效益。 在這篇文章中，首先對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)反饋方法進行了介紹,并且描述了采用矢量控制的變頻調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。然后是對反饋系統(tǒng)進行分析的的介紹,并給出了關(guān)于PLC控制系統(tǒng)中構(gòu)造NN-反饋系統(tǒng)的方法和步驟。最后,該方法在實驗中被驗證,并將傳統(tǒng)的PI控制和NN-反饋控制進行了對比。 2. 神經(jīng)反饋網(wǎng)絡(luò)控制方法 基本的反饋控制方法[6]就是:對于一個給定的系統(tǒng)、一種α-th由反饋方法建立的完整的反饋系統(tǒng),并結(jié)合反饋系統(tǒng)與原系統(tǒng)的特點,提出了一種解耦的線性關(guān)系,以標(biāo)準(zhǔn)化體系,并命名為偽線性系統(tǒng)。隨后,一個線性閉環(huán)調(diào)節(jié)器運行并將達(dá)到較高的控制性能。 當(dāng)在“幾何領(lǐng)域”討論這些問題時，反饋系統(tǒng)控制方法并不像微分幾何方法，其特點是直接，簡單，易于理解。主要的問題是怎樣在應(yīng)用軟件中獲得反饋模型。由于非線性系統(tǒng)是一個復(fù)雜的系統(tǒng),所以很難要求嚴(yán)格解析反饋信號,這甚至是不可能的。反饋系統(tǒng)控制在工程應(yīng)用中不能達(dá)到期望值。作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)非線性逼近能力,尤其是對于非線性的復(fù)雜系統(tǒng),它會是來解決問題的強大工具。反饋系統(tǒng)集成了具有非線性逼近能力的反饋系統(tǒng)，其中具有非線性逼近能力的反饋系統(tǒng)能夠避免使用反饋方法帶來的麻煩。這樣就可能，運用反饋控制方法去控制一個復(fù)雜的非線性系統(tǒng)。a ? th NN 反饋系統(tǒng)的控制方法只需要較少的系統(tǒng)信息，比如與系統(tǒng)相關(guān)的命令，并且容易獲得運行網(wǎng)絡(luò)的反饋模型。原系統(tǒng)的層疊式的 NN反饋系統(tǒng),會形成一個偽線性系統(tǒng)。然后,一個線性閉環(huán)調(diào)節(jié)校準(zhǔn)器將工作。 3. 異步電機變頻調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和它的反饋性能 異步電機變頻調(diào)速系統(tǒng)提供的跟蹤電流正弦脈寬調(diào)制逆變器可以表示為非線性模型在兩相循環(huán)的協(xié)調(diào)。該模型簡化為一個3-order非線性模型。如果忽略逆變器的延遲,該模型表述如下: （1） （表示同步角頻率；表示轉(zhuǎn)速； 表示定子的電流；表示轉(zhuǎn)子在（qd）軸線上的不穩(wěn)定部分； 　　表示點的數(shù)量；表示互感系數(shù)；表示慣性轉(zhuǎn)矩； 　　表示轉(zhuǎn)子的時間常數(shù)；表示負(fù)載轉(zhuǎn)矩。） 用矢量模式,得 代進公式(1),得 （2） 可逆轉(zhuǎn)性分析(2),得 （3） （4） 可供選擇的狀態(tài)變量如下 輸入變量 由公式(4)得出結(jié)果,得 （5） （6） 然后雅可比矩陣 （7） （8） 作為 所以并且系統(tǒng)是可逆的。 相關(guān)的系統(tǒng)是 當(dāng)變頻器運行模式的變化,在矢量磁鏈的可以忽略的磁鏈(考慮到是恒定,等于等級)。原系統(tǒng)簡化為一個輸入和輸出系統(tǒng)訂立的(2)。 根據(jù)隱函數(shù)定理，公式(3)的反饋系統(tǒng)可以表達(dá)為: （9） 當(dāng)反饋系統(tǒng)連續(xù)連接到原系統(tǒng)時，偽線性復(fù)合系統(tǒng)形成類型。 4. 網(wǎng)絡(luò)反饋系統(tǒng)的實現(xiàn)步驟 4.1 輸入與輸出的運行樣本的采集 　 采樣對網(wǎng)絡(luò)反饋系統(tǒng)的建立是極其重要的。它不僅需要獲得原系統(tǒng)的動態(tài)數(shù)據(jù),還需要獲得了靜態(tài)的數(shù)據(jù)。參考信號應(yīng)該包括原始系統(tǒng)所有的工作范圍,并確保近似。信號的欲處理的第一階段是從每0HZ到50HZ中得到10HZ，并得到開環(huán)響應(yīng)。第二階段是混亂信號的輸入，當(dāng)每10秒鐘出現(xiàn)預(yù)處理信號時，隨機信號輸入,并得到閉環(huán)響應(yīng)?；谶@些輸入,將得到1600組得到運行樣本。 4.2 網(wǎng)絡(luò)的建設(shè) 靜態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和動態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的完美組合將能構(gòu)建一個反饋系統(tǒng)。靜態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)是由2個輸入層的神經(jīng)元，3個輸出層的神經(jīng)元和12個隱蔽層的神經(jīng)元組成。隱藏神經(jīng)元的激勵函數(shù)是單調(diào)平滑雙曲正切函數(shù)。輸出層是由線性臨界激勵函數(shù)的神經(jīng)元組成。運行數(shù)據(jù)是這些速度的開環(huán)，閉環(huán)的相對應(yīng)速度和設(shè)置的參考的速度。50次運行之后，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的運行錯誤達(dá)到0.001。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷和臨界值被保存下來。并得到原系統(tǒng)的反饋模型。 5. 實驗和結(jié)果 5.1 系統(tǒng)硬件 　　硬件系統(tǒng)包括上層監(jiān)督計算機安裝，控制結(jié)構(gòu)軟件WinCC6.0,西門子S7-300PLC，變頻器，異步電動機和光電編碼器。 選擇S7-315-2DP PLC控制器,它有一個PROFIBUS-DP接口和一個MPI接口。高速采集模塊是FM350-1。WinCC用MPI協(xié)議被CP5611貫穿到S7-300。 　 這個逆變器的類型是西門子的MMV。西門子的PLC能兼容美國的協(xié)議。在這個系統(tǒng)上ACB15模塊被增加在逆變器上。 5.2 軟件編程 5.2.1 通信介紹 　　 MPI(多點接口)是一種簡單、便宜的通訊策略，運用在運行慢，非大型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的場合。在WinCC與PLC之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換不是很大,所以選擇MPI協(xié)議。 MMV變頻器作為從動裝置連接到PROFIBUS網(wǎng)絡(luò),并安裝到CB15 PROFIBUS模塊上。PPO1或PPO3的數(shù)據(jù)類型可供選擇。它允許控制信號直接發(fā)送到變頻地址,或者使用STEP7V5.2 SFC14/15的系統(tǒng)功能模塊。 OPC能有效的提供完整的數(shù)據(jù)和通信能力。不同類型的服務(wù)器和客戶機可以存取彼此的數(shù)據(jù)來源。比較傳統(tǒng)的軟件模式和硬件發(fā)展,設(shè)備生產(chǎn)商只需要培養(yǎng)一個操作員。這樣可以縮短開發(fā)周期,節(jié)省人力資源,并簡化了整個控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。 矩陣實驗室的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)運行需要系統(tǒng)各種各樣數(shù)據(jù)的時候，這些數(shù)據(jù)不能從PLC或WinCC直接讀取。所以O(shè)PC技術(shù)可以用來獲得在WinCC和Exce之中所需的數(shù)據(jù)。設(shè)置WinCC作為OPC DA的服務(wù)器,一個OPC客戶將被很好的建立關(guān)于VBA。系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)被WinCC讀取并寫到Excel上,然后Excel上的數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換到矩陣實驗室為在離線運行時獲得原系統(tǒng)的反饋系統(tǒng)。 5.2.2控制程序 通常用STEP7 V5.2的標(biāo)準(zhǔn)模板庫來對通訊，數(shù)據(jù)采集和控制算法進行編程，速度采樣程序和存儲程序被編程為有規(guī)律的中斷程序A，中斷周期為100毫秒。為了阻止程序A運行時間超過100毫秒，減小程序的運行周期和系統(tǒng)錯誤，控制步驟和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法被編程為主程序B。 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法標(biāo)準(zhǔn)化對運行采樣來說是必要的以便加快信號收集速度，在最終運行之前輸入和輸出信號乘以一個放大系數(shù)。 5.3 實驗結(jié)果 當(dāng)速度參照是100秒每周期的方波信號時,逆變器運行的是矢量模式。結(jié)果表明,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的跟蹤性能均優(yōu)于傳統(tǒng)的常規(guī)PI控制。 當(dāng)速度參照保持恒定時,經(jīng)過80秒時間，負(fù)荷降低到?jīng)]有負(fù)荷,經(jīng)過120秒時間,負(fù)荷增加到滿負(fù)荷，所以在傳統(tǒng)控制下的速度響應(yīng)曲線和網(wǎng)絡(luò)反饋控制下的速度響應(yīng)曲線如下圖所示。很明顯,在穩(wěn)定性能上，網(wǎng)絡(luò)反饋控制的負(fù)載擾動優(yōu)于傳統(tǒng)的PI控制的負(fù)載擾動。 （PI控制下的速度響應(yīng)） （網(wǎng)絡(luò)反饋控制下的速度響應(yīng)） 6. 結(jié)論 為了改善PLC變頻調(diào)速系統(tǒng)的控制性能，因而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)反饋系統(tǒng)被使用。并給出了一個變頻調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,且其可逆轉(zhuǎn)性得到了檢驗。反饋系統(tǒng)和原系統(tǒng)被組合并構(gòu)建成偽線性系統(tǒng)，并設(shè)計了線性控制的方法進行控制。通過實驗,PLC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的反饋系統(tǒng)在工業(yè)應(yīng)用中具有有效性和可行性的到了驗證。