第7章 复杂控制系统下_修改

3、输入、输出单元 （I/O 单元） 输入——进入 PLC 输出——控制外部设备 作用——电平变换、速度匹配、驱动 功率放大、信号隔离等
17 16 15
14 ~10 07~04 03 02 01 00
输入、输出继电器接线端子
4、电源单元 交流——电压波动＋10％～－15％ 直流——DC12V、DC24V 作用——工作、内部、外部供电
（1987年2月）
可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系 统，专为在工业环境下应用而设计，它采用可编 程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、 顺序控制、定时、计数和算术运算等操作命令， 并通过数字式，模拟式的输入和输出，控制各种 类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有 关的设备，都应按易于与工业控制系统联成一个 整体，易于扩充功能的原则而设计。
二、PLC控制系统的组成 1、I/O扩展模块和扩展单元 I/O扩展——为增加输入输出口模块
表2-2 基本单元型号规格 表2-3 扩展单元型号规格 表2-4 基本模块型号规格
表2-1 基本单元型号规格
型号
输入点数
继电器输出 晶体管输出
FX2N-16MR FX2N-16MT
8
FX2N-24MR FX2N-24MT
X1 常开接通 常闭断开
SB1 SB2
KM
KM
X0
X1
Y0
Y0
SB1 SB2
KM
KM
X0
X1
Y0
Y0
SB1 SB2
KM
KM
X0
X1
Y0
Y0
三、PLC 产品分类 1、按结构型式分类
1）整体式 PLC （单元式、箱体式） 将电源、CPU、存储器、I/O装在一起 特点：结构紧凑、体积小、价格低、

1974年，英国伦敦大学教授E.H.Mamdani研制成功第一 个模糊控制器，充分展示了模糊控制技术的应用前景。
6.1.1 模糊控制的数学基础 6.1.2 模糊控制原理 6.1.3 模糊控制器设计
6.1.1 模糊控制的数学基础
1. 模糊集合 有许多概念，如大、小、冷、热等，都没有明确的内涵 和外延，只能用模糊集合来描述；叫做模糊集合。
3.自学习模糊控制策略和智能化系统的实现。
4.常规模糊控制系统稳态性能的改善。
5.把已经取得的研究成果应用到工程过程中，尽快把其转化 为生产力。因此，需加快实施简单实用的模糊集成芯片和模糊 控制装置，以及通用模糊控制系统的开发与应用。
6.2 神经网络控制技术
神经网络控制是一种基本上不依赖于精确数学模型的先 进控制方法，比较适用于那些具有不确定性或高度非线性的 控制对象，并具有较强的适应和学习功能。
人的手动控制策略是通过操作者的学习、试验及长期经验积 累而形成的，它通过人的自然语言来叙述，例如，用自定性的、 不精确的及模糊的条件语句来表达：若炉温偏高，则减少燃料： 若蓄水塔水位偏低，则加大进水流量；若燃烧废气中含氧量偏 向，则减小助燃风量等。
由于自然语言具有模糊性，所以，这种语言控制也被称为模 糊语言控制，简称模糊控制。
6.1.4 模糊控制的特点
模糊控制理论主要优点如下： 不需要精确数学模型 容易学习 使用方便 适应性强 控制程序简短 速度快 开发方便 可靠性高 性能优良
6.1.5 模糊控制的应用
近年来，模糊控制得到了广泛的应用。下面简单介绍一些模糊 控制的应用领域：
1)航天航空：模糊控制现在已应用于各种导航系统中。 2)工业过程控制：工业过程控制的需要是控制性术发展的主要 动力。 3)家用电器: 全自动洗衣机、电饭煲、空调等。 4)汽车和交通运输：防抱死刹车系统，基于模糊控制的无级变 速器，模糊发动机控制和自动驾驶控制系统等。 5)其控制场合： 电梯控制器、工业机器人、核反应控制、医疗仪器等。除控制 应用以外，还应用于图像识别、计算机图像处理、金融和其他专 家系统中。

工业使用与维护作业指导书第1章工业概述 (3)1.1 工业发展历程 (3)1.2 工业分类与特点 (4)1.3 工业应用领域 (4)第2章工业基本结构 (4)2.1 本体结构 (4)2.1.1 骨架结构 (4)2.1.2 关节 (5)2.1.3 连杆 (5)2.1.4 末端执行器 (5)2.2 驱动系统 (5)2.2.1 电动驱动 (5)2.2.2 液压驱动 (5)2.2.3 气压驱动 (5)2.2.4 混合驱动 (5)2.3 控制系统 (5)2.3.1 控制器 (5)2.3.2 传感器 (6)2.3.3 驱动器 (6)2.3.4 人机交互界面 (6)2.3.5 通信接口 (6)第3章工业编程与操作 (6)3.1 编程语言与编程方法 (6)3.1.1 编程语言概述 (6)3.1.2 编程方法 (6)3.2 常用编程指令与技巧 (6)3.2.1 常用编程指令 (6)3.2.2 编程技巧 (7)3.3 示教与调试 (7)3.3.1 示教操作 (7)3.3.2 调试方法 (7)第4章工业安装与调试 (7)4.1 安装准备 (7)4.1.1 技术准备 (7)4.1.2 物资准备 (7)4.1.3 环境准备 (8)4.2 安装步骤与要求 (8)4.2.1 安装基础 (8)4.2.2 本体安装 (8)4.2.3 附属设备安装 (8)4.3 调试与验收 (8)4.3.2 调试步骤 (8)4.3.3 验收 (9)第5章工业维护与保养 (9)5.1 日常维护与保养 (9)5.1.1 概述 (9)5.1.2 日常检查 (9)5.1.3 保养内容 (9)5.2 常见故障排除方法 (9)5.2.1 故障诊断 (9)5.2.2 故障排除 (9)5.3 备品备件管理 (10)5.3.1 备品备件清单 (10)5.3.2 备品备件采购 (10)5.3.3 备品备件存储 (10)5.3.4 备品备件使用 (10)第6章工业安全操作 (10)6.1 安全操作规程 (10)6.1.1 操作前准备 (10)6.1.2 操作过程中注意事项 (10)6.1.3 操作后工作 (10)6.2 安全防护装置 (11)6.2.1 安全防护设备 (11)6.2.2 防护装置检查与维护 (11)6.3 应急处理与防范 (11)6.3.1 应急处理 (11)6.3.2 防范 (11)第7章工业功能检测与评价 (11)7.1 功能指标 (11)7.1.1 基本功能指标 (11)7.1.2 高级功能指标 (12)7.2 功能检测方法与工具 (12)7.2.1 位置精度检测 (12)7.2.2 重复定位精度检测 (12)7.2.3 载荷能力检测 (12)7.2.4 工作速度检测 (12)7.2.5 工作半径检测 (12)7.3 功能评价与优化 (12)7.3.1 功能评价 (12)7.3.2 功能优化 (12)第8章工业技术应用案例 (13)8.1 汽车制造领域应用案例 (13)8.1.1 发动机装配线 (13)8.1.2 车身焊接线 (13)8.2 电子制造领域应用案例 (13)8.2.1 SMT贴片生产线 (13)8.2.2 检测与测试 (13)8.2.3 散料包装与搬运 (13)8.3 食品饮料领域应用案例 (13)8.3.1 食品包装 (14)8.3.2 食品加工 (14)8.3.3 饮料生产线 (14)第9章工业发展趋势与展望 (14)9.1 智能化发展 (14)9.2 网络化与协同作业 (14)9.3 人机协作与个性化定制 (14)第10章工业相关法律法规与标准 (15)10.1 国内相关法律法规与标准 (15)10.1.1 法律法规 (15)10.1.2 国家标准 (15)10.2 国际相关法律法规与标准 (15)10.2.1 法律法规 (15)10.2.2 国际标准 (15)10.3 法律法规与标准的贯彻执行 (15)10.3.1 组织培训：加强企业员工对相关法律法规与标准的培训，提高员工的法律意识和安全意识。

极小化性能指标，即令
，得最优控制率：
根据滚动优化原理，只实施目前控制量u2(k)：
式中：
多步优化MAC旳特点: 优点: (i)控制效果和鲁棒性优于单步MAC算法简朴;
(ii)合用于有时滞或非最小相位对象。 缺陷: (i)算法较单步MAC复杂;
(ii)因为以u作为控制量, 造成MAC算法不可防止地出现稳态误差.
第5章 模型预测控制
5.3.1.2 反馈校正 为了在模型失配时有效地消除静差，能够在模型预测值ym旳基础上 附加一误差项e，即构成反馈校正（闭环预测）。
详细做法：将第k时刻旳实际对象旳输出测量值与预测模型输出之间 旳误差附加到模型旳预测输出ym(k+i)上，得到闭环预测模型，用 yp(k+i)表达：
第5章 模型预测控制
5.1 引言
一 什么是模型预测控制(MPC)？
模型预测控制（Model Predictive Control）是一种基于模型旳闭环 优化控制策略，已在炼油、化工、冶金和电力等复杂工业过程中得到 了广泛旳应用。
其算法关键是:可预测过程将来行为旳动态模型，在线反复优化计
算并滚动实施旳控制作用和模型误差旳反馈校正。
2. 动态矩阵控制（DMC）旳产生：
动态矩阵控制(DMC, Dynamic Matrix Control)于1974年应用在美国壳牌石 油企业旳生产装置上，并于1980年由Culter等在美国化工年会上公开刊登，
3. 广义预测控制（GPC）旳产生：
1987年，Clarke等人在保持最小方差自校正控制旳在线辨识、输出预测、 最小方差控制旳基础上，吸收了DMC和MAC中旳滚动优化策略，基于参数 模型提出了兼具自适应控制和预测控制性能旳广义预测控制算法。