基于WLAN與單神經(jīng)元自適應(yīng)PID的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計
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WLAN控制模塊的設(shè)計：系統(tǒng)中采用ADAM4550無線調(diào)制解調(diào)模塊作為中間數(shù)據(jù)采集器，ADAM-4550是一款新型直序擴頻無線調(diào)制解調(diào)器。它在2．4 GHz ISM頻段上工作，無須申請執(zhí)照。它提供了可用于通訊的RS-232和RS-485接口，通訊速率可達(dá)到115．2 kbps。它使用1 Mbps的廣播速率以半雙工方式工作。調(diào)制解調(diào)器具有100 mW的輸出功率。使用其背面的拉桿天線時，可以有150 m的有效傳輸距離。當(dāng)使用研華提供的高增益外接支桿式天線時，它的通訊范圍有可能超過20km(開闊空間)。
3 軟件設(shè)計
根據(jù)系統(tǒng)功能要求，軟件設(shè)計分為兩部分：
現(xiàn)場控制器的軟件設(shè)計主要由數(shù)據(jù)采集程序、初始化程序、算法控制運算程序、參數(shù)發(fā)送及顯示程序、故障診斷報警程序等組成。軟件功能為實時采集溫濕度、設(shè)備報警、風(fēng)機的工作狀態(tài)等模擬、數(shù)字信號，根據(jù)控制算法通過控制新回風(fēng)閥及冷熱水的開度大小進行溫濕度的控制。
主機控制軟件包括數(shù)據(jù)庫(用DELPHI編程)，溫濕度查詢、接收火盜警信號，然后進行相應(yīng)處理后給下位機即現(xiàn)場控制器發(fā)出指令，并對數(shù)據(jù)進行存檔和歸表以便查詢調(diào)用。
4 單神經(jīng)元自適應(yīng)PID算法控制
單神經(jīng)元作為構(gòu)成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本單位，具有自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)能力，而且結(jié)構(gòu)簡單，易于計算。傳統(tǒng)的PID調(diào)節(jié)器也具有結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整方便和參數(shù)整定與工程指標(biāo)聯(lián)系密切等特點。將兩者結(jié)合，可以在一定程度上解決傳統(tǒng)PID調(diào)節(jié)器對一些參數(shù)時變系統(tǒng)進行有效控制的不足。
常規(guī)PID控制器的控制算法式為
式(1)中為實際值與給定值的偏差，e(t)=yr-y；Kp為比例增益；Ti為積分時間常數(shù)；Td為微分時間常數(shù)。當(dāng)采用周期T。較短時，離散化后，可得常規(guī)PID控制的增量型算式為：
結(jié)合以上的常規(guī)PID調(diào)節(jié)器的控制機理，一個基于單神經(jīng)元模型的自適應(yīng)PID控制器的結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/161079.htm
圖中狀態(tài)變換器的輸入為系統(tǒng)的輸出偏差信號e(k)，yr為設(shè)定輸入，y為過程的實際輸出，ri為性能指標(biāo)或遞進信號，K為神經(jīng)元比例系數(shù)，K>0。該單神經(jīng)元控制器有3個狀態(tài)變量xi(k)、x2(k)、x3(k)，這里分別取為：
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