一种基于可编程控制器的电气控制系统技术方案

本发明专利技术涉及电气控制技术领域，尤其为一种基于可编程控制器的电气控制系统，包括：控制平台：用于实现实时动态电气控制；可编程控制模块：用于实现对控制平台的可编程控制；响应模块：用于响应控制平台发出的控制指令；反馈模块：用于反馈根据指令响应的设备运行数据。本发明专利技术提出一种基于可编程控制器的电气控制系统，基于可编程控制的控制平台实现对电气控制系统的不同控制模式，并能够通过编写的控制系统程序对电气控制系统进行动态控制，并通过自适应控制算法使系统灵活地运行在最佳工作状态，提升系统工作性能。提升系统工作性能。提升系统工作性能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于可编程控制器的电气控制系统


[0001]本专利技术涉及电气控制
，尤其是一种基于可编程控制器的电气控制系统。

技术介绍

[0002]近些年来，伴随着工业进程的不断发展，工程作业流程也在向着复杂化、精细化、智能化方向不断前进，对于生产工人的使用逐渐减少，取而代之的是，对于工业机械设备的使用越来越多。但是，科技在给人类带来高效与便捷的同时，同样带来了自动控制的不确定性、时滞性等，受限于试验设备、仪表装置、测试时间与创建模型技术等情况，使电气控制设备无法工作于最佳状态。而可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专门在工业环境下应用而设计。它采用可以编制程序的存储器，用来在执行存储逻辑运算和顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字或模拟的输入和输出接口，控制各种类型的机械设备或生产过程。
[0003]故本专利技术提出一种基于可编程控制器的电气控制系统，基于可编程控制的控制平台实现对电气控制系统的不同控制模式，并能够通过编写的控制系统程序对电气控制系统进行动态控制，并通过自适应控制算法使系统灵活地运行在最佳工作状态，提升系统工作性能。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是通过提出一种基于可编程控制器的电气控制系统，以解决上述
技术介绍
中提出的缺陷。
[0005]本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]提供一种基于可编程控制器的电气控制系统，包括：
[0007]控制平台：用于实现实时动态电气控制；
[0008]可编程控制模块：用于实现对控制平台的可编程控制；
[0009]响应模块：用于响应控制平台发出的控制指令；
[0010]反馈模块：用于反馈根据指令响应的设备运行数据。
[0011]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述控制平台设置了三种控制模式，所述三种控制模式包括自动控制模式、手动控制模式和半自动控制模式。
[0012]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述可编程控制模块控制半自动控制模式实现对系统的调试与运行。
[0013]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述可编程控制模块控制半自动控制模式的过程中，系统通过自适应控制算法实现对可编程控制模块输入的指令进行自适应调整。
[0014]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述自适应控制算法搭建PID控制算法模型，通过改进的萤火虫算法对PID控制算法模型中的可调参数的自适应率进行寻优代入PID控制算法模型中，获得自适应控制算法。
[0015]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述PID控制算法模型u(t)搭建如下：
[0016][0017]其中，e(t)为t时刻标准模型与真实模型的偏差，K
p
为可调比例参数，K
i
为可调积分参数，K
d
为可调微分参数；
[0018]e(t)＝y
m
(t)
‑
y
p
(t)
[0019]其中，y
m
(t)为t时刻输入标准变量对应的输出，y
p
(t)为t时刻输入真实变量对应的输出；
[0020]PID控制结构的输出为：
[0021][0022]其中，分别为可调参数K
p
、K
i
、K
d
对应的自适应率，分别为PID控制可调参数K
p
、K
i
、K
d
对应的初始值，λ为自适应增益因子，α1、α2、α3分别为参数K
p
、K
i
、K
d
对应反馈增益，ε(t)为自适应误差信号；
[0023]ε(t)＝
‑
Ge(t)
[0024]其中，G为首一赫瓦兹多项式。
[0025]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述改进的萤火虫算法对PID控制算法模型中的可调参数的自适应率进行寻优具体如下：
[0026]所述PID控制算法模型中的可调参数的自适应率中λ为变化因子，对D维空间中的自适应增益因子λ进行初始化映射得到一个混沌变量，并通过下式获得N个混沌变量：
[0027][0028]其中，X
n，d
表示第n个自适应增益因子个体d维的位置，X
n+1，d
表示第n个自适应增益因子个体d维的位置；
[0029]以自动控制算法中信号误差的导数为适应度函数，将所述N个混沌变量映射至目标函数的搜索空间中，获得N只萤火虫个体的初始位置x
′
i
以及变换位置x
″
i
：
[0030]x
″
i，d
＝x
′
i，d
+X
n，d
[0031][0032]其中，x
i，d
为萤火虫i在d维的位置，f(x
′
i
)和f(x
″
i
)分别为x
′
i
和x
″
i
对应的个体适应度值；
[0033]当萤火虫i比萤火虫j更亮时，萤火虫i向j移动，第t次迭代d维位置更新公式为：
[0034][0035]其中，x
i+1
为萤火虫i更新的位置，ω为权重系数，x
j
为萤火虫j的位置，x
i
为萤火虫i的位置，β0为萤火虫自身吸引力，r
ij
为萤火虫i和萤火虫j的距离，γ为吸引力因子，e为数学常量，R为均匀分布在[0，1]的随机数，α
t
是第t次迭代的步长参数；
[0036]其中，步长参数α
t
满足：
[0037][0038]其中，α0表示初始步长参数，t表示当迭代次数，T表示最大迭代次数，f(x
i
)表示第t次迭代个体i的适应度值，f
max
(x
i
)、f
min
(x
i
)分别表示个体i在当前迭代次数中适应度最大值和适应度最小值。
[0039]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述自适应控制算法中，根据萤火虫算法设置的最大迭代次数寻优获得最优自适应增益因子λ，并代入至PID控制结构的输出及PID控制算法模型中获得自适应控制算法。
[0040]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述可编程控制模块控制的半自动控制模式根据反馈模块反馈的设备运行数据进行系统的自适应调试及运行。
[0041]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述响应模块还根据反馈模块反馈的设备故障信息执行设备紧急停止指令，同时发送相应停止信息至控制平台。
[0042]本专利技术提供的基于可编程控制器的电气控制系统，与现有技术相比，其有益效果有：
[0043]本专利技术提出一种基于可编程控制器的电气控制系统，基于可编程控制的控制平台实现对电气控制系统的不同本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于可编程控制器的电气控制系统，其特征在于：包括：控制平台(100)：用于实现实时动态电气控制；可编程控制模块(200)：用于实现对控制平台的可编程控制；响应模块(300)：用于响应控制平台发出的控制指令；反馈模块(400)：用于反馈根据指令响应的设备运行数据。2.根据权利要求1所述的基于可编程控制器的电气控制系统，其特征在于：所述控制平台(100)设置了三种控制模式，所述三种控制模式包括自动控制模式、手动控制模式和半自动控制模式。3.根据权利要求2所述的基于可编程控制器的电气控制系统，其特征在于：所述可编程控制模块(200)控制半自动控制模式实现对系统的调试与运行。4.根据权利要求3所述的基于可编程控制器的电气控制系统，其特征在于：所述可编程控制模块(200)控制半自动控制模式的过程中，系统通过自适应控制算法实现对可编程控制模块输入的指令进行自适应调整。5.根据权利要求4所述的基于可编程控制器的电气控制系统，其特征在于：所述自适应控制算法搭建PID控制算法模型，通过改进的萤火虫算法对PID控制算法模型中的可调参数的自适应率进行寻优代入PID控制算法模型中，获得自适应控制算法。6.根据权利要求5所述的基于可编程控制器的电气控制系统，其特征在于：所述PID控制算法模型u(t)搭建如下：其中，e(t)为t时刻标准模型与真实模型的偏差，K
p
为可调比例参数，K
i
为可调积分参数，K
d
为可调微分参数；e(t)＝y
m
(t)
‑
y
p
(t)其中，y
m
(t)为t时刻输入标准变量对应的输出，y
p
(t)为t时刻输入真实变量对应的输出；PID控制结构的输出为：其中，分别为可调参数K
p
、K
i
、K
d
对应的自适应率，分别为PID控制可调参数K
p
、K
i
、K
d
对应的初始值，λ为自适应增益因子，α1、α2、α3分别为参数K
p
、K
i
、K
d
对应反馈增益，ε(t)为自适应误差信号；ε(t)＝
‑
Ge(t)其中，G为首一赫瓦兹多项式。7.根据权利要求6所述的基于可编程控制器的电气控制系统，其特征在于：所述改进的萤火虫算法对PID控制算法模型中的可调参数的自适应率进行寻优具体如下：
所述PID控制算法模型中的可调参数的自适应率中λ为变化因子，对D维空间中的自适应增益...

【专利技术属性】
技术研发人员：马伟，
申请(专利权)人：安徽力盈电气有限公司，
类型：发明
国别省市：