基于WLAN与单神经元自适应PID的空调系统设计
WLAN控制模块的设计:系统中采用ADAM4550无线调制解调模块作为中间数据采集器,ADAM-4550是一款新型直序扩频无线调制解调器。它在2.4 GHz ISM频段上工作,无须申请执照。它提供了可用于通讯的RS-232和RS-485接口,通讯速率可达到115.2 kbps。它使用1 Mbps的广播速率以半双工方式工作。调制解调器具有100 mW的输出功率。使用其背面的拉杆天线时,可以有150 m的有效传输距离。当使用研华提供的高增益外接支杆式天线时,它的通讯范围有可能超过20km(开阔空间)。
3 软件设计
根据系统功能要求,软件设计分为两部分:
现场控制器的软件设计主要由数据采集程序、初始化程序、算法控制运算程序、参数发送及显示程序、故障诊断报警程序等组成。软件功能为实时采集温湿度、设备报警、风机的工作状态等模拟、数字信号,根据控制算法通过控制新回风阀及冷热水的开度大小进行温湿度的控制。
主机控制软件包括数据库(用DELPHI编程),温湿度查询、接收火盗警信号,然后进行相应处理后给下位机即现场控制器发出指令,并对数据进行存档和归表以便查询调用。
4 单神经元自适应PID算法控制
单神经元作为构成神经网络的基本单位,具有自学习和自适应能力,而且结构简单,易于计算。传统的PID调节器也具有结构简单,调整方便和参数整定与工程指标联系密切等特点。将两者结合,可以在一定程度上解决传统PID调节器对一些参数时变系统进行有效控制的不足。
常规PID控制器的控制算法式为
![c.JPG](http://m.amcfsurvey.com/editerupload/fetch/20130823/161079_2_0.jpg)
式(1)中为实际值与给定值的偏差,e(t)=yr-y;Kp为比例增益;Ti为积分时间常数;Td为微分时间常数。当采用周期T。较短时,离散化后,可得常规PID控制的增量型算式为:
![d.JPG](http://m.amcfsurvey.com/editerupload/fetch/20130823/161079_2_1.jpg)
结合以上的常规PID调节器的控制机理,一个基于单神经元模型的自适应PID控制器的结构图如图3所示。本文引用地址://m.amcfsurvey.com/article/161079.htm
图中状态变换器的输入为系统的输出偏差信号e(k),yr为设定输入,y为过程的实际输出,ri为性能指标或递进信号,K为神经元比例系数,K>0。该单神经元控制器有3个状态变量xi(k)、x2(k)、x3(k),这里分别取为:
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