神經網絡pid控溫的熱電偶自動檢定系統的製作方法
2023-05-11 07:09:56 1
專利名稱：神經網絡pid控溫的熱電偶自動檢定系統的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於熱電偶自動檢定技術領域，特別涉及一種神經網絡PID控溫的熱 電偶自動檢定系統，適用於工業中熱電偶的自動檢定和爐溫智能控制。
背景技術：
按照國家標準，熱電偶在使用前和使用一段時間後都應進行檢定，而傳統的檢定 方法為人工設定檢定溫度點，控溫儀表實現控溫，需要人工設定調整PID參數，在採集數據 後，人工計算結果、填表和出檢定書，通過分析，傳統方式主要存在以下不足 (1)需要人工不斷設定檢定溫度點。這樣影響檢定的連續性。
(2)控溫儀表控溫時，需要人工設定調整PID參數，針對不同對象要進行實驗來確
定經驗參數，不能實現智能調整，控溫精度不高，同時採用控溫儀表，增加了成本。
(3)採集數據後，人工計算結果、填表和出檢定書，降低了檢定的可靠性，增加了勞
動強度，同時因為數據複雜，工作效率不高。 綜上所述，傳統檢定方法受諸多因素影B向，難以達到測試精度和可靠性的理想效 果。因此，只有通過科技手段，採用先進的數據採集器，運用智能理論對熱電偶進行自動檢 定是解決上述問題的關鍵途徑。
發明內容本實用新型的目的是提供一種神經網絡PID控溫的熱電偶自動檢定系統。 一是 對熱電偶檢定過程和證書格式進行歸納，為軟體編程提供一個理論基礎；二是把神經網絡 PID算法應用到溫度控制中，實現PID參數的自動調整。對國內同樣的檢定系統具有借鑑意 義。 本實用新型的技術方案是本實用新型(如圖1)包括萬用數字表、低電勢掃描器 /控制器、冰點槽、熱電偶檢定爐、熱電偶、印表機、計算機和熱電偶自動檢定軟體，其中數 字萬用表安裝在低電勢掃描器/控制器和計算機之間，數字萬用表通過數據線與計算機連 接，把熱電偶的熱電勢信號送入計算機；低電勢掃描器/控制器包括低電勢掃描器和控制 器，低電勢掃描器連接熱電偶，通過轉換開關把熱電偶與萬用數字表連接在一起，控制器自 帶執行機構，使用具有光電隔離功能的大功率固態繼電器控制熱電偶檢定爐；為了保證熱 電偶參考端恆定，把熱電偶參考端放入冰點槽；熱電偶包括被檢和標準熱電偶，把標準和被 檢熱電偶放入熱電偶檢定爐，設定不同的溫度點，對熱電偶進行檢定；印表機通過數據線連 接在計算機上；熱電偶自動檢定軟體安裝在計算機上。 萬用數字表通過低電勢掃描器自動採集標準和被檢熱電偶的熱電勢信號，並且通 過數據線送入計算機中的熱電偶自動檢定軟體，熱電偶自動檢定軟體根據採集的數據進行 運算處理後，自動生成檢定報表和證書，並通過印表機輸出；同時根據溫度設定點，利用神 經網絡PID算法通過控制器輸出控制信號控制熱電偶檢定爐的爐溫。
圖1為本實用新型組件和連接方式圖； 圖2為本實用新型中神經網絡PID控制結構圖。
具體實施方式
1.將》
被檢和標準熱電偶綑紮成束，放入熱電偶檢定爐。熱電偶參考端通過補償導
線插入冰點槽。 2.連接熱電偶、低電勢掃描器/控制器和萬用數字表，並通過串行數據線將低電 勢掃描器/控制器和萬用數字表與計算機連接，為檢定系統提供實時數據參數，同時使生 產操作人員能夠了解到實時變化的溫度、功率輸出比例等相關數據。 3.按照JJG141-2000和JJG351-1998熱電偶檢定規程編制軟體，溫度控制採用神 經網絡PID算法，自動調整PID參數。神經網絡PID算法(如圖2): (1)在工程應用中，BP神經網絡結構選3-5-3型，輸入選為o"、A;) = e(",
並選擇各層權係數的初值
i/2)(0)， "u(3)(0)為區
,=1 o，) = e("-1), 間[-0.5,0.5]上的隨機數，選定學習速率n為0.2和平滑因子a為0.2，同時設置k二 1 ; (2)採樣得到r (k)和y (k)，計算e (k) = r (k) -y (k); (3)對r(i)， y(i)， u(i-l)， e(i) (i = k， k_l，…，k-p)進行歸一化處理，作為神 經網絡的輸入； (4)計算神經網絡的各層神經元的輸入和輸出，神經網絡輸出層的輸出即為PID 控制器的三個可調參數KP (k) ， K！ (k) ， KD (k); (5)根據式子(l)，計算PID控制器的控制輸出u(k)，參與閉環控制和計算；u (k) = u (k-l) +KP [e (k) _e (k_l) ] (k) +KD[e(k)-2e(k-l)+e(k-2)] (1) (6)根據性能指標函數(2)來計算誤差，若誤差滿足要求，則結束，否則繼續；
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(7)由式子(3)，計算修正輸出層的權係數 A<) (A: +1)=械(3) (" + aA《)formula see original document page 4
(8) 由式子(3-10)，計算修正隱含層的權係數o
formula see original document page 4(9) 置k二 k+l，返回到(2)。
權利要求一種神經網絡PID控溫的熱電偶自動檢定系統，其特徵在於該系統包括萬用數字表、低電勢掃描器/控制器、冰點槽、熱電偶檢定爐、熱電偶、印表機、計算機和熱電偶自動檢定軟體，其中數字萬用表安裝在低電勢掃描器/控制器和計算機之間，數字萬用表通過數據線與計算機連接，把熱電偶的熱電勢信號送入計算機；低電勢掃描器/控制器包括低電勢掃描器和控制器，低電勢掃描器連接熱電偶，通過轉換開關把熱電偶與萬用數字表連接在一起，控制器自帶執行機構，使用具有光電隔離功能的大功率固態繼電器控制熱電偶檢定爐；為了保證熱電偶參考端恆定，把熱電偶參考端放入冰點槽；熱電偶包括被檢和標準熱電偶，把標準和被檢熱電偶放入熱電偶檢定爐，設定不同的溫度點，對熱電偶進行檢定；印表機通過數據線連接在計算機上；熱電偶自動檢定軟體安裝在計算機上；萬用數字表通過低電勢掃描器自動採集標準和被檢熱電偶的熱電勢信號，並且通過數據線送入計算機中的熱電偶自動檢定軟體，熱電偶自動檢定軟體根據採集的數據進行運算處理後，自動生成檢定報表和證書，並通過印表機輸出；同時根據溫度設定點，通過控制器輸出控制信號控制熱電偶檢定爐的爐溫。
專利摘要本實用新型是一種神經網絡PID控溫的熱電偶自動檢定技術，屬於熱電偶自動檢定技術領域。該系統包括萬用數字表、低電勢掃描器/控制器、冰點槽、熱電偶檢定爐、熱電偶、印表機、計算機和熱電偶自動檢定軟體；數字萬用表、低電勢掃描器/控制器、熱電偶檢定爐和熱電偶等現場設備的測量信號通過數據線送入自動檢定系統；熱電偶自動檢定軟體根據溫度設定點，利用神經網絡PID算法通過控制器輸出控制信號控制熱電偶檢定爐的爐溫；同時根據採集的數據進行運算處理後，自動生成檢定報表和證書，並通過印表機輸出；本實用新型實現了對檢定爐爐溫的自動控制和熱電偶的自動檢定，達到了優化熱電偶檢定過程、提高了檢定精度和效率、降低勞動強度等目的。
文檔編號G05B13/00GK201476905SQ200920151010
公開日2010年5月19日 申請日期2009年4月25日 優先權日2009年4月25日
發明者張西學, 田娟, 郭紅玉, 陸強 申請人:陸強