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基于模糊PID控制的中密度纤维板施胶系统的研究

作　者: 兰柳根
导　师: 韩玉杰
学　校: 东北林业大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 中密度纤维板施胶控制可编程序控制器(PLC) 模糊PID控制
分类号: TS653.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 229次
引　用: 3次
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内容摘要

在中密度纤维板的生产制造过程中,施胶是个至关重要的工序,它对中密度纤维板的产品质量和制造成本影响很大。施胶的主要任务是进行胶液的合理配比以及根据输入纤维量的变化对纤维板进行定量施胶,使施胶量与纤维量始终保持一个十分精确的配合比例,且保持高度动态平衡。本文从施胶控制技术出发,介绍了施胶系统的硬件与软件结构。采用工控机为上位机和PLC为下位机的上、下位机的结构,通过Omron Controller Link网络实现上位机与下位机之间的通讯,从而成功地实现了数据的自动采集、远传与过程控制,达到了对整个施胶系统的实时动态模拟与运行状态监控。在数据的处理上运用了OPC接口技术,实现了各软件间的通讯和数据的接收。在施胶控制上利用变频控制技术和模糊PID控制技术对施胶电机进行变频调速控制,解决了不用建立精确数学模型就可对系统进行实时控制的问题,从而使施胶控制更精确。由于在施胶过程中受各种因素的干扰使得施胶控制模型很难建立,常规PID控制无法满足系统的需求,而模糊控制器本身对消除系统稳态误差的性能也比较差,难以达到较高的控制精度。本文将模糊控制技术与常规的PID控制算法相结合,利用PID调节器的积分调节作用从理论上可使系统的稳态误差控制为零,有着很好的消除误差作用,并根据模糊控制的特点,不用建立数学模型,由实际系统的输入输出的结果数据,参考现场操作人员的运行经验,就可对系统进行实时控制。因此,在理论上施胶量与纤维量总是保持动态平衡。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
1 绪论  8-13
  1.1 国内外中密度纤维板的研究现状和发展趋势  8-9
    1.1.1 国内外中密度纤维板施胶控制技术现状  8-9
    1.1.2 中密度纤维板施胶控制技术发展趋势  9
  1.2 课题研究的内容  9-10
  1.3 课题研究的方法  10-11
  1.4 课题研究的目的和意义  11-13
2 中密度纤维板施胶工艺  13-16
  2.1 中密度纤维板生产线概述  13
  2.2 中密度纤维板施胶工艺流程及施胶方法  13-14
  2.3 中密度纤维板施胶系统结构  14-15
  2.4 影响中密度纤维板施胶的因素  15
  2.5 本章小结  15-16
3 中密度纤维板施胶控制系统设计方案  16-24
  3.1 中密度纤维板施胶控制系统设计简述  16
  3.2 中密度纤维板施胶控制系统设计要求  16-19
    3.2.1 施胶系统控制要求  16-18
    3.2.2 施胶系统原料输入量计算  18-19
  3.3 中密度纤维板施胶系统硬件设计方案  19-21
    3.3.1 施胶系统硬件配置  19
    3.3.2 施胶系统硬件控制电路设计  19-21
  3.4 中密度纤维板施胶系统软件设计方案  21-23
    3.4.1 施胶系统软件配置  21-22
    3.4.2 施胶系统软件控制设计  22-23
  3.5 本章小结  23-24
4 中密度纤维板施胶控制系统设计  24-39
  4.1 中密度纤维板施胶控制系统简述  24-27
    4.1.1 PLC的选型  24
    4.1.2 PLC的I/O分配  24-27
  4.2 中密度纤维板系统模拟量单元的设置  27-30
    4.2.1 C200H-AD003简述  27
    4.2.2 C200H-AD003模拟量输入单元设置  27-28
    4.2.3 C2OOH-DA004简述  28-29
    4.2.4 C200H-DA004模拟量输出单元设置  29-30
  4.3 中密度纤维板施胶泵的变频调速控制设计  30-31
    4.3.1 VF-8X系列变频器简述  30-31
    4.3.2 施胶泵变频调速控制  31
  4.4 中密度纤维板施胶系统监控软件设计  31-35
    4.4.1 施胶系统组态控制设计  32-33
    4.4.2 触摸屏手动控制设计  33-35
  4.5 中密度纤维板施胶系统Coniroller Link通信系统  35-37
    4.5.1 Controller Link简介  35-36
    4.5.2 Controller Link参数设置  36-37
  4.6 中密度纤维板施胶系统OPC数据服务器  37-38
  4.7 本章小结  38-39
5 中密度纤维板施胶系统的模糊PID控制设计  39-52
  5.1 模糊控制的基本概念  39-40
  5.2 PID控制思想  40-42
  5.3 中密度纤维板施胶系统的模糊PID控制  42-49
    5.3.1 模糊PID控制器的数学模型及结构  42-43
    5.3.2 模糊PID控制器输入与输出的模糊化  43-44
    5.3.3 模糊控制规则的语言描述  44-46
    5.3.4 模糊关系的求取  46-47
    5.3.5 模糊控制决策  47-49
  5.4 中密度纤维板施胶系统模糊PID控制仿真  49-51
  5.5 本章小结  51-52
结论  52-53
参考文献  53-55
附录 A:中密度纤维板施胶控制系统PLC编程  55-57
附录 B:中密度纤维板施胶控制系统组态编程  57-58
附录 C:关系矩阵R在MATLAB中的计算  58-60
攻读学位期间发表的学术论文  60-61
致谢  61

基于模糊PID控制的中密度纤维板施胶系统的研究

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