对角递归神经网络控制系统的远程监控与在线调试方法技术方案

本发明专利技术涉及一种对角递归神经网络控制系统的远程监控与在线调试方法，包括以下步骤：设计对角递归神经网络控制系统的结构，包括服务器端、远程客户端和互联网；所述远程客户端构建对角递归神经网络控制系统的组态程序；通过互联网与一组通信服务网关组件实现本地的服务器端和远程客户端的通信连接；服务器端接收并执行对角递归神经网络控制系统的组态程序；远程客户端完成对对角递归神经网络控制系统的远程监控与在线调试。本发明专利技术解决了现有技术中对角递归神经网络控制系统运行、调试过程不透明，只能在停机状态下离线调试，系统局限于局域网之内的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种对角递归神经网络控制系统的远程监控与在线调试方法。
技术介绍
自动化领域的生产过程中，被控对象往往是复杂、耦合、非线性的。对于这类控制系统，采用先进控制技术可以得到比常规控制更好的控制效果。但目前先进控制技术的应用较少，主要是由于先进控制计算复杂，难以组态与调试。综合国内外的先进控制技术应用现状来看，现如今先进控制技术的实现大多以计算机为载体，采用软件套件的方式，外挂于DCS系统之外。这种先进控制技术的实现方式存在以下弊端：（1）各厂家推出的先进控制解决方案大多以软件套件或模块的方式呈现给用户，计算过程不透明，先进控制器内部数据无法读取，系统调试困难，应用效果不理想。（2）不支持在线调试，当系统模型稍作修改，就需停止运行中的控制站，进入编程环境重新组态，增加了系统调试与后期维护的成本。（3）目前工业领域中已应用的先进控制系统大多局限于局域网内，不能扩展到互联网范畴，导致控制资源难以共享，在时空限制方面具有极大的弊端，先进控制技术与信息技术难以有效融合。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种对角递归神经网络控制系统的远程监控与在线调试方法，用于解决现有技术中对角递归神经网络控制系统运行、调试过程不透明，只能在停机状态下离线调试，系统局限于局域网之内的问题。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种对角递归神经网络控制系统的远程监控与在线调试方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：设计对角递归神经网络控制系统的结构，包括服务器端、远程客户端和互联网；步骤S2：所述远程客户端构建对角递归神经网络控制系统的组态程序，具体包括以下四步：步骤S21：构建对角递归神经网络控制系统的设备数据库；步骤S22：编写对角递归神经网络控制系统的控制逻辑；步骤S23：设计并开发可远程监控的对角递归神经网络控制系统的人机界面；步骤S24：对各IO点与元件进行动态链接，实现设备数据库，控制逻辑与人机界面的数据同步；步骤S3：通过互联网与一组通信服务网关组件实现本地的服务器端和远程客户端的通信连接；步骤S4：服务器端接收并执行对角递归神经网络控制系统的组态程序；步骤S5：远程客户端完成对对角递归神经网络控制系统的远程监控与在线调试。进一步的，所述步骤S1中，服务器端和远程客户端分别拥有独立的PC处理器，根据工业生产应用需求，确定对角递归神经网络控制系统中的被控对象与参考模型的特性，设计出完整的对角递归神经网络控制系统的结构；所述对角递归神经网络控制系统中的控制器与辨识器结构由被控对象的输入输出个数决定。进一步的，所述步骤S21中，根据对角递归神经网络控制系统的结构、系统IO点的类型和数量，构建由系统工艺设备与控制设备工程IO点构成的设备数据库。进一步的，所述步骤S22中，根据对角递归神经网络控制系统的原理，采用基础的、颗粒度小的元件构建对角递归神经网络控制器的逻辑组态，所述元件颗粒度越小，运行计算的过程越透明；采用颗粒度小的元件，可以在人机界面中对应地观察对角递归神经网络控制器与辨识器内部的所有数据，包括各层神经元值、各种连接权值与学习率的实时值。进一步的，所述步骤S23中，所述人机界面的主要功能包括：1）人机界面的设计可分为对角递归神经网络控制系统监控与调试主画面、控制器画面与辨识器画面三个部分，每个部分的功能根据对角递归神经网络控制系统的结构进行划分；2）设置过程数据显示模块，可以读取服务器端本地控制站中的实时数据，准确、实时、直观地显示出控制系统运行过程中的信息，包括对角递归神经网络控制系统内部各个过程数据的实时值与历史趋势图，方便系统调试；所述各个过程数据包括对角递归神经网络控制算法的输入层、隐含层与输出层的神经元值，和各种连接权值；3）设置在线切换模型、在线设置学习率的功能模块，可以对控制系统的内部算法进行在线调试与优化；4）设置操作信息查询功能模块，提供便捷的操作装置，显示报警信息，记录与查阅操作日志。进一步的，所述步骤S24中，设备数据库、控制逻辑和人机界面的数据同步是利用IO点关联的方法，通过将人机界面各个功能模块的图形组件以及控制逻辑中对应的元件分别与设备数据库中相应的IO点进行动态链接来实现的。进一步的，所述步骤S3中，一组通信服务网关组件分别运行在服务器端和远程客户端，两者通过互联网建立远程连接。所述通信服务网关组件的功能是实现服务器端的本地控制站与远程客户端的控制逻辑、人机界面、设备数据库之间的数据通信。进一步的，所述步骤S4中，服务器端的本地控制站通过共享内存从通信缓冲区中，下载接收来自远程客户端的对角递归神经网络控制系统的组态程序，包括设备数据库、控制逻辑、人机界面的组态数据和操作指令，并对程序进行周期性计算。进一步的，所述步骤S5中，远程客户端通过共享内存从通信缓冲区中读取来自服务器端本地控制站内的实时数据，然后利用控制逻辑和人机界面对对角递归神经网络控制系统进行实时监控和在线修改，并将在线修改后的组态数据通过互联网传送至服务器端，由服务器端的本地控制站更新计算后，将运算结果返回至远程客户端。远程客户端通过两种途径对控制系统的组态程序进行监控和在线修改，所述两种途径为：1）对控制系统中由元件构成的控制逻辑的运算过程进行监控以及在线、动态地修改和组态，有利于快速地寻求最佳的控制参数，极大地便利系统的调试过程；2）实时地监控和操作人机界面的各个功能模块，包括监控过程数据显示模块、在线设置学习率、在线修改模型、查询报警信息等，实现远程监控与在线调试。本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：1、本专利技术的对角递归神经网络控制系统的监控方法，可以动态地监控控制系统中所有数据的实时值，并生成各个数据的历史趋势图与报表，有助于分析对角递归神经网络控制器的性能，解决现有技术中对角递归神经网络控制系统运行、调试过程不透明等问题；2、本专利技术实现了对角递归神经网络控制系统的在线调试方法，如在线切换模型、在线修改学习率，有助于调试控制系统以得到最好的控制效果，解决现有技术中控制系统只能在停机状态下离线调试的技术问题；3、本专利技术提供了一种基于互联网的对角递归神经网络控制器的远程控制方法，有效地克服了现有先进控制系统局限于局域网之内的问题，使得用户可以远程、便捷地监控系统的实时运行状况，并对控制过程进行远程干预，避免其受到在时空方面的限制。还可以有效地扩展先进控制技术的应用范围，提高控制资源共享程度。附图说明图1是本专利技术的总步骤流程图。图2是本专利技术的远程控制原理图。图3是本专利技术一实施例的人机界面监控与调试的主画面。图4是本专利技术一实施例的控制器画面。图5是本专利技术一实施例的辨识器画面。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术做进一步说明。请参照图1，本专利技术提供一种对角递归神经网络控制系统的远程监控与在线调试方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：设计对角递归神经网络控制系统的结构，包括服务器端、远程客户端和互联网；服务器端和远程客户端分别拥有独立的PC处理器，根据工业生产应用需求，确定对角递归神经网络控制系统中的被控对象与参考模型的特性，设计出完整的对角递归神经网络控制系统的结构；所述对角递归神经网络控制系统中的控制器与辨识器结构由被控对象的输入输出个数决定。步骤S2：所述远程客户端构建对角递归本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对角递归神经网络控制系统的远程监控与在线调试方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：设计对角递归神经网络控制系统的结构，包括服务器端、远程客户端和互联网；步骤S2：所述远程客户端构建对角递归神经网络控制系统的组态程序，具体包括以下四步：步骤S21：构建对角递归神经网络控制系统的设备数据库；步骤S22：编写对角递归神经网络控制系统的控制逻辑；步骤S23：设计并开发可远程监控的对角递归神经网络控制系统的人机界面；步骤S24：对各IO点与元件进行动态链接，实现设备数据库，控制逻辑与人机界面的数据同步；步骤S3：通过互联网与一组通信服务网关组件实现本地的服务器端和远程客户端的通信连接；步骤S4：服务器端接收并执行对角递归神经网络控制系统的组态程序；步骤S5：远程客户端完成对对角递归神经网络控制系统的远程监控与在线调试。

【技术特征摘要】
1.一种对角递归神经网络控制系统的远程监控与在线调试方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：设计对角递归神经网络控制系统的结构，包括服务器端、远程客户端和互联网；步骤S2：所述远程客户端构建对角递归神经网络控制系统的组态程序，具体包括以下四步：步骤S21：构建对角递归神经网络控制系统的设备数据库；步骤S22：编写对角递归神经网络控制系统的控制逻辑；步骤S23：设计并开发可远程监控的对角递归神经网络控制系统的人机界面；步骤S24：对各IO点与元件进行动态链接，实现设备数据库，控制逻辑与人机界面的数据同步；步骤S3：通过互联网与一组通信服务网关组件实现本地的服务器端和远程客户端的通信连接；步骤S4：服务器端接收并执行对角递归神经网络控制系统的组态程序；步骤S5：远程客户端完成对对角递归神经网络控制系统的远程监控与在线调试。2.根据权利要求1所述的对角递归神经网络控制系统的远程监控与在线调试方法，其特征在于：所述步骤S1中，服务器端和远程客户端分别拥有独立的PC处理器，根据工业生产应用需求，确定对角递归神经网络控制系统中的被控对象与参考模型的特性，设计出完整的对角递归神经网络控制系统的结构；所述对角递归神经网络控制系统中的控制器与辨识器结构由被控对象的输入输出个数决定。3.根据权利要求1所述的对角递归神经网络控制系统的远程监控与在线调试方法，其特征在于：所述步骤S21中，根据对角递归神经网络控制系统的结构、系统IO点的类型和数量，构建由系统工艺设备与控制设备工程IO点构成的设备数据库。4.根据权利要求1所述的对角递归神经网络控制系统的远程监控与在线调试方法，其特征在于：所述步骤S22中，根据对角递归神经网络控制系统的原理，采用基础的、颗粒度小的元件构建对角递归神经网络控制器的逻辑组态，所述元件颗粒度越小，运行计算的过程越透明；采用颗粒度小的元件，可以在人机界面中对应地观察对角递归神经网络控制器与辨识器内部的所有数据，包括各层神经元值、各种连接权值与学习率的实时值。5.根据权利要求1所述的对角递归神经网络控制系统的远程监控与在线调试方法，其特征在于：所述步骤S23中，所述人机界面的主要功能包括：1）人机界面的设计可分为对角递归神经网络控制系统监控与调试主画面、控制器画面与辨识器画面三个部分，每个部分的功能根据对角递归神经网络控制系统的结构进行划分；2）设置过程数据显示模块，可以读取服务器...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑松，宋怡霖，刘朝儒，曾其鋆，何俊欣，郑蓉，王亮亮，李贝贝，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：福建;35