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硕士学位论文题目: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研究生洪世杰专业检测技术与自动化装置指导教师王越胜教授完成日期2014年3月杭州电子科技大学硕士学位论文基于神经网络PID控制算法的起爆具生产线温度控制设计与开发研究生：洪世杰指导教师：王越胜教授2014年3月DissertationSubmittedtoHangzhouDianziUniversityfortheDegreeofMasterTheBoosterproductionlinetemperaturecontroldesignanddevelopmentbasedonNeuralNetworkPIDCandidate:HongShijieSupervisor:Prof.WangYueshengMarch，2014杭州电子科技大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名：日期：年月日学位论文使用授权说明本人完全了解杭州电子科技大学关于保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属杭州电子科技大学。本人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为杭州电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。（保密论文在解密后遵守此规定）论文作者签名：日期：年月日指导教师签名：日期：年月日杭州电子科技大学硕士学位论文I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。杭州电子科技大学硕士学位论文II关键词：起爆具，神经网络PID控制器，MATLAB，PLC，组态王杭州电子科技大学硕士学位论文IIIABSTRACTBoosterisanewtypeofindustrialexplosives,whichisanimportantroleinmines’blastinginchina,duringthemines’blastingoperationsvariousofblastingholes’detonationneedusetheboostertodetonate,inmodernsociety,theboosterplayamoreandmoreimportantrole.Becauseoftheimportantroleinmodernsociety’sconstruction，booster’squalityisconcernedbyus.Theresearchshowthattheboosterwhichcandetonatevariousofinsensitiveexplosiveshascharacterofhighperformanceandquality.Theboostercanimprovetheblastingeffectwithlowcost,insensitiveexplosivescannotbedetonatedcompletelybyboosterwhichhavelowqualityandperformance,blastingeffectwillbeaffectedandthecostwillbeincrease,evencanleadseriousaccident,suchasthecasualtiescausedbythemisfire,itisabigwasteofproductionandlabor.Theexplosivevelocitybrisanceandinitiativesensitivityaretheimportantindexstomeasuretheexplosiontransferperformanceofthebooster.measuredbytheproductionprocessofthebooster,temperatureisaprincipalfactorwhichinfluencethequalityofbooster,whenthetemperatureisdifferent,theexplosivevelocity、brisanceandinitiativesensitivityoftheboosterwillbealwaysdifferent.inrecentyears,duetotherequirementsofboosterfromChineseandforeignmarketisstillincreasing,howtoimprovetheproductionefficiencyandqualityisthekeytodetermineifthecompanycanprofit.Atpresent,ourproductionlineoftheboosterexisttheobjectivefactorssuchaslowdegreeofautomationandlowsecurity,whichinfluencetheexportoftheboosterinsomedegree.soweneedtoimprovetheexistingproductionlineofbooster,primarilyimprovethequalityofproductionbycontrolthetemperature.ThispapermainlyresearchaboutimprovingtheproductionlineofShandongtianbaochemicalsplant,redesignacontrolschemeofthebooster’sproductionline.Themainresearchcontentsareasfollows:(1)Brieflyanalysistheprocessofbooster’smanufactureatfirst,getaconclusionthatthetemperatureisamainfactorwhichinfluencetheBooster’squality,analysisthecontrolsystem’scharactersofBooster,proposeamethodthatapplytheneuralnetworkcontrolalgorithmintothetemperaturecontrolsystemofbooster’sproductionline.(2)Describethedevelopmentofintelligentcontrolandthetheoryofneuralnetworkcontrol(3)Detailedanalysistheprocessofproducingbooster,thenanalysistheprocesscontrolsystemwhichappliedintotheproductionline,proposeanewcontrolmethodaccordingtothe杭州电子科技大学硕士学位论文IVresult---distributedcontrolsystematlast.Byanalysisthetemperaturecontrolsystemofboosters’productionlineandvariousofcontrolalgorithm,determinetousetheBP-PIDwhichusethelinearpredictivemodelasthetemperaturecontroller.(4)AfterunderstandthecontroltheoryofBP-PID，designBP-PIDcontrollertocontrolthetemperatureofboosters’productionline,setupthemodelandsimulateit.(5)ProgrammingrealizationoftheneuralnetworkPIDcontrolalgorithmonPCandPLCbyusingtheKingviewsoftware.thispaperprogramthealgorithmbyC++language,buildthedynamiclinklibrary(DLL),whichiscombinedwiththeKingviewsoftwareandS7-300PLCprogrammingsoftware,maketheprogrammingstructureoftheneuralnetworkPIDalgorithmtorealizeonthePCandPLCplatform,namelytoachieveitbydifferentprogramblock.Aftercompletingthereformofbooster’sproductionline,wehaveaone-daytrialrunandrecordtheimportantparameterssuc