基于神经网络PID控制算法的起爆具生产线温度控制设计与开发

【摘要】起爆具是一种新式的工业炸药，在我国民用爆破中有着重要作用。在矿山爆破作业中，各种炮孔地起爆都需要起爆具来引爆，起爆具在现代社会建设中起到越来越重要的作用，其产品的质量备受大家关注。研究表明，高性能、优质量的起爆具能有效的起爆各类钝感炸药，从而提高爆破效果，节约生产成本；相反，如果起爆具质量较低，不能完全有效的起爆钝感炸药，从而影响爆破效果，增加作业成本，甚至出现拒爆现象，造成极大的人工、产品浪费，而且增加了爆破作业的危险性。衡量起爆具传爆性能的重要指标是起爆具的爆速、猛度和起爆感度。从起爆具生产工艺来看，温度是影响起爆具产品质量的主要因素，温度不同，制成的起爆具成品的爆速、猛度和起爆感度均会不同。近几年，由于国外和国内市场的起爆具需求量还在不断增大，提高起爆具的生产效率和质量是企业能否盈利的关键。目前，国内的起爆具生产线自动化程度低，安全性差，这对我国的起爆具出口国外造成了一定影响。因此，我们需要对现有的起爆具生产线进行改进，主要是在温度控制上作改进以提高产品质量。本论文主要是对山东天宝化工厂原有起爆具生产线温度控制系统进行改进，重新设计了一套起爆具生产线的温度控制方案。本文主要研究内容如下：(1)简单分析起爆具的生产工艺，得出温度是影响起爆具质量的主要因素，分析起爆具温度控制系统的特点，提出将神经网络PID控制算法应用到起爆具生产线的温度控制系统中。(2)综述了智能控制的发展和神经网络控制的原理。(3)详细分析起爆具生产的工艺流程，根据分析提出新的控制方式-分布式控制(distributedcontrolsystem，DCS)。通过对起爆具生产线温度控制系统和各种控制算法进行分析，确定将容错性和鲁棒性等比较好的，采用线性预测模型的BP神经网络PID控制(简称神经网络PID控制)作为温度控制器。(4)在充分了解神经网络PID控制原理的基础上，设计出神经网络PID控制器用于起爆具生产线的温度控制，并对其进行建模和仿真。(5)神经网络PID控制算法借助组态王软件在PC和PLC上共同编程实现。神经网络控制算法通过Matlab软件实现，通过组态王软件调用Matlab软件与S7-300PLC编程软件结合，制定了神经网络PID控制算法在PC和PLC上实现的编程结构，即用不同的程序块来实现。对该条起爆具生产线温度控制系统改造完成后，对该生产线进行一天的试运行，将温度等重要参数记录下来。根据记录数据的情况，得出该条生产线控制效果比较理想，由于使用了神经网络PID控制算法控制温度，起爆具的温度控制精度较之前有所提高，满足了温度控制的精度要求。
【作者】洪世杰；
【导师】王越胜；
【作者基本信息】杭州电子科技大学，检测技术与自动化装置，2014，硕士
【关键词】起爆具；神经网络PID控制器；MATLAB；PLC；组态王；

【参考文献】
[1]丁维龙,胡辰,程志君,徐利锋.基于基因表达式编程的植物形态建模智能化方法[J].农业工程学报,2013,01:134-141.
[2]王云.基于光学图像和机载激光雷达的建筑物变化立体检测[D].哈尔滨工业大学,电子与通信工程,2014,硕士.
[3]王培.基于C/S架构的售后服务管理系统的开发[D].天津大学,软件工程,2013,硕士.
[4]王瑞莲.肇庆A英语培训公司营销策略研究[D].广东工业大学,工商管理,2013,硕士.
[5]侯俊英.Ni-Nb-Sn激光熔覆与诱导自蔓延烧结合成组织性能研究[D].辽宁工程技术大学,材料加工工程,2012,硕士.
[6]王志娟.“贵州茅台反垄断案”中市场界定和纵向约束问题研究[D].广东财经大学,产业经济学,2014,硕士.
[7]何亮.基于LabVIEW的电动汽车整车下线检测系统的研究与开发[D].中北大学,车辆工程,2014,硕士.
[8]王金华.大跨度液压自动抓梁分析与设计[D].山东大学,水利工程,2012,硕士.
[9]奇奕昕.我国公务员绩效考核激励效果研究[D].内蒙古大学,行政管理,2013,硕士.
[10]车琳.微构件测试系统建立及力学性能实验研究[D].哈尔滨工业大学,机械制造及其自动化,2014,硕士.
[11]陈国斌.论缔约过失责任[D].湘潭大学,法律,2003,硕士.
[12]张洪霞.小学数学计算教学策略研究[D].东北师范大学,教育,2012,硕士.
[13]程志冲.光伏发电并网逆变控制技术研究[D].华北水利水电学院,模式识别与智能系统,2012,硕士.
[14]田胜利.针对HBase的MapReduce数据访问方式的优化[D].国防科学技术大学,计算机科学与技术,2012,硕士.
[15]刘滨峰.公共舆论对定罪量刑的影响[D].广西师范大学,法学理论,2013,硕士.
[16]王秀杰.企业经营管理分析体系深化应用实施[D].北京交通大学,软件工程,2012,硕士.
[17]李娟.变化环境下的小流域地表径流模拟预报及坝库功能转换研究[D].宁夏大学,水利水电工程,2014,博士.
[18]邱钟俊.阳光通信公司营销渠道系统研究[D].电子科技大学,2004.
[19]王冠楠.部分作用Timoshenko组合梁的受力特性研究[D].浙江大学,桥梁与隧道工程,2012,硕士.
[20]戴萱.监护人责任的构成论[D].吉林大学,民商法学,2014,硕士.
[21]屈展.涡轮叶片气膜冷却实验研究[D].西北工业大学,工程热物理,2004,硕士.
[22]唐琪.探索非裔美国人外周血中预测类风湿关节炎影像学严重程度的标志物[D].中南大学,内科学,2014,博士.
[23]金梅.中性粒细胞外陷阱（NETs）杀灭金黄色葡萄球菌及糖皮质激素对其影响的体外研究[D].浙江大学,妇产科学,2014,硕士.
[24]付小红.三类小波求超奇异积分的近似值[D].燕山大学,计算数学,2013,硕士.
[25]罗雪艳.探析拉赫玛尼诺夫《第二钢琴奏鸣曲》[D].西南大学,音乐学,2014,硕士.
[26]陈云英.基于B/S架构的网上书店系统的设计与实现[D].电子科技大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[27]范鑫.教师校本培训研究[D].山东师范大学,教育（专业学位）,2013,硕士.
[28]谢伟.自认规则若干问题研究[D].苏州大学,法律,2003,硕士.
[29]康朝阳,蔡红新,乔文涛,樊乐乐,邹崇文,徐彭寿.辅助C束流对6H-SiC(0001)热退火生长石墨烯的影响[J].真空科学与技术学报,2014,04:421-425.
[30]孙涛.高中生压力源和应对方式关系研究[D].内蒙古师范大学,心理健康教育（专业学位）,2013,硕士.
[31]郝敬松.基于改进的AdaBoost算法与局部特征方法的自动人脸识别系统的研究[D].南京理工大学,系统工程,2013,硕士.
[32]姜超.三峡库区王家桥流域降雨与侵蚀产沙关系研究[D].华中师范大学,自然地理学,2013,硕士.
[33]沈小青.数学建模教学模式论[D].福建师范大学,教育,2003,硕士.
[34]陈洁.Laureth 4稳定的GA、SA、TA三种乳液的相行为及挥发特性研究[D].扬州大学,物理化学,2011,硕士.
[35]谢丹.局部晚期宫颈癌新辅助化疗近期临床疗效的观察[D].遵义医学院,妇产科学（专业学位）,2014,硕士.
[36]谷绍飞.糖尿病周围神经病变及其不同临床表现的中医病理分布研究[D].福建中医药大学,中医内科学,2014,硕士.
[37]周品.污泥—秸秆复合基活性炭的制备，性能研究及应用[D].广西科技大学,生物化工,2013,硕士.
[38]郑静静.《春秋繁露》连词研究[D].西南大学,汉语言文字学,2014,硕士.
[39]李成城.上汽集团配件售后服务广利系统[D].大连理工大学,软件工程（专业学位）,2013,硕士.
[40]翁毅.码头改扩建工程项目可行性的研究与实践[D].浙江工业大学,2012.
[41]李信之.1958年“农业大跃进”运动中的科学家[D].复旦大学,中国近现代史,2012,硕士.
[42]曹彬.多元化经营对高管在职消费的影响研究[D].南京农业大学,会计学,2012,硕士.
[43]崔立莉.膨润土的改土机理与应用研究[D].河北农业大学,植物营养,2004,硕士.
[44]蒋瑞虔.流动人口统筹管理信息系统的设计与实现[D].河北师范大学,计算机技术,2013,硕士.
[45]宋永令,王若兰,穆垚.小麦储藏过程中脂质代谢研究[J].河南工业大学学报(自然科学版),2014,06:19-24.
[46]王曦.优化A创投公司项目投资风险控制体系的研究[D].苏州大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[47]高莹.评价理论视角下奥巴马2012年获胜演讲的批评性话语分析[D].内蒙古大学,外国语言学及应用语言学,2014,硕士.
[48]黄正良,万百五,韩崇昭.工业过程稳态优化控制新方法──修正目标函数法[J].自动化学报,1994,02:227-230.
[49]彭玮.女性主义视角下的网络红人曝丑现象[D].华中师范大学,传播学,2013,硕士.
[50]郭俊伟.低碳转型发展中国有煤炭企业经营者绩效考评体系研究[D].中国矿业大学（北京）,管理科学与工程,2012,博士.