基于混沌RBF的PID控制在窯爐中的應用

介紹了MSP430 單片機控制的陶瓷窯爐系統(tǒng)，對數(shù)學模型與算法進行了分析，設計了軟硬件。
系統(tǒng)改進了PID 控制，加入了混沌RBF 算法，大大提高了溫度控制的精確性。系統(tǒng)由兩大部分組成，下位機負責測量數(shù)據(jù)，上位機負責對數(shù)據(jù)進行處理、顯示等。與此同時使用串口通信RS-485實現(xiàn)了主從站控制。
在工業(yè)生產中，冶金、鋼鐵、機械等領域都需要用到窯爐加熱設備，溫度成了工業(yè)控制對象中一種非常重要的指標和參數(shù)。在不斷的對溫度進行測量的同時還需要對溫度進行控制。溫度的測量和控制存在著嚴重的滯后性，調節(jié)時間、超調量、本身的誤差都要控制在一定的范圍內[1]。
數(shù)字PID 控制在生產過程中是一種最普遍的控制方法，要想獲得較好的控制效果就必須調整好比例、微分、積分三種控制作用[2]。雖然比例控制能夠迅速的反映系統(tǒng)的溫度誤差，但也很容易引起超調，而且PID 不易進行在線調整。本文使用了改進神經(jīng)網(wǎng)絡混沌RBF 算法，取代了一般PID 控制，通過訓練自動調整PID 參數(shù)，不僅具有一般BP 算法的自適應優(yōu)點，而且還有效的解決了標準BP 算法隨訓練次數(shù)的增多而引起的學習效率低、收斂速度慢、易形成局部極小而得不到全局最優(yōu)等缺點，在控制方面有明顯的改善。
單片機具有體積小，速度快，價格低等優(yōu)勢，廣泛應用于各種控制系統(tǒng)，可以方便的進行數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)測試等。本文采用TI 公司出品的一款強大的16 位單片機MSP430，其顯著特點是具有極低的功耗[3]。
本系統(tǒng)將經(jīng)過CHAOS-RBF 算法訓練好的網(wǎng)絡下載到單片機，大大加快了運行速度，提高了系統(tǒng)的效率。