智能工廠設(shè)備配置研究

第1章智能工廠概述 1

1．1 智能工廠的定義與特征 1

1．1．1 智能工廠的定義 1

1．1．2 智能工廠的特征 2

1．1．3 智能工廠的企業(yè)建模理論 3

1．1．4 智能工廠設(shè)備的配置原則 6

1．1．5 智能工廠設(shè)備的技術(shù)特征 8

1．2 智能工廠設(shè)備常見(jiàn)算法 9

1．2．1 模糊控制算法 9

1．2．2 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN）算法 11

1．2．3 粒子群（PSO）算法 16

第2章智能工廠電源配置研究 23

2．1 電力負(fù)荷預(yù)測(cè) 23

2．1．1 電力負(fù)荷預(yù)測(cè)的意義 23

2．1．2 電力負(fù)荷預(yù)測(cè)模型 24

2．1．3 基于Elman神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電力負(fù)荷預(yù)測(cè) 28

2．2 逆變電源的最優(yōu)控制 32

2．2．1 逆變電源控制的難點(diǎn) 32

2．2．2 單相全橋逆變器的工作原理 33

2．2．3 狀態(tài)反饋精確線性化 34

2．2．4 Matlab仿真結(jié)果分析 37

2．3 分布式電源的處理方法 38

2．3．1 PV型電源節(jié)點(diǎn)處理方法 38

2．3．2 PI型電源節(jié)點(diǎn)處理方法 40

2．3．3 弱環(huán)網(wǎng)的處理 41

2．4 電池模型與配置 42

2．4．1 電池壽命實(shí)時(shí)估算算法 42

2．4．2 仿真結(jié)果 44

第3章智能工廠電機(jī)驅(qū)動(dòng)配置研究 48

3．1 電機(jī)驅(qū)動(dòng)的脈寬調(diào)制技術(shù) 48

3．1．1 脈寬調(diào)制技術(shù)原理 48

3．1．2 正弦脈寬調(diào)制基本原理 50

3．1．3 單極性PWM調(diào)制與雙極性PWM調(diào)制 53

3．1．4 異步調(diào)制和同步調(diào)制 55

3．1．5 三相逆變輸出器的電壓和波形的SPWM控制 56

3．2 單電機(jī)變頻器的配置研究 58

3．2．1 SVPWM調(diào)制技術(shù)原理 58

3．2．2 SVPWM算法實(shí)現(xiàn) 61

3．2．3 基于空間矢量脈寬調(diào)制的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng) 64

3．2．4 基于SVPWM的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)仿真研究 66

3．3 雙電機(jī)變頻控制系統(tǒng)的配置研究 70

3．3．1 雙電機(jī)控制案例 70

3．3．2 雙變頻系統(tǒng)的模型分析 73

3．3．3 通用變頻器共直流母線方案 80

3．3．4 雙電機(jī)變頻器的兩種連接方法 82

第4章智能工廠PID控制設(shè)備配置研究 84

4．1 PID控制概述 84

4．1．1 模擬PID控制和數(shù)字PID控制 84

4．1．2 模糊PID控制 87

4．1．3 神經(jīng)元PID控制 93

4．2 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的流量PID控制 98

4．2．1 流量控制系統(tǒng)分析 98

4．2．2 模糊PID控制面臨的問(wèn)題 98

4．2．3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制面臨的問(wèn)題 100

4．2．4 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制的解決思路 104

4．3 電液伺服控制系統(tǒng)的PID控制 105

4．3．1 電液伺服控制系統(tǒng)分析 105

4．3．2 液壓缸傳遞函數(shù)的確定 106

4．3．3 電液伺服閥傳遞函數(shù)的確定 107

4．3．4 RBF在線辨識(shí)與PID參數(shù)自適應(yīng)整定 108

4．4 基于PSO-PID的凈水加藥自動(dòng)控制 114

4．4．1 凈水加藥自動(dòng)控制系統(tǒng)概述 114

4．4．2 PSO-PID算法 115

第5章智能工廠機(jī)器人配置研究 121

5．1 機(jī)器人概述 121

5．1．1 機(jī)器人的定義 121

5．1．2 智能工廠中的機(jī)器人技術(shù) 123

5．1．3 六自由度多關(guān)節(jié)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 124

5．2 移動(dòng)機(jī)器人的配置研究 131

5．2．1 移動(dòng)機(jī)器人環(huán)境模型的建立 131

5．2．2 移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃的粒子群算法 133

5．2．3 移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃的蟻群算法 136

5．3 多關(guān)節(jié)機(jī)器人的配置研究 142

5．3．1 多關(guān)節(jié)機(jī)器人的數(shù)學(xué)模型 142

5．3．2 多關(guān)節(jié)機(jī)器人的滑?？刂?143

第6章智能工廠無(wú)線網(wǎng)絡(luò)配置研究 150

6．1 藍(lán)牙技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)配置 150

6．1．1 藍(lán)牙技術(shù)的特點(diǎn) 150

6．1．2 智能工廠藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)的跳頻技術(shù) 152

6．1．3 藍(lán)牙協(xié)議棧 157

6．1．4 智能工廠藍(lán)牙應(yīng)用模式 160

6．2 WiFi技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)配置 162

6．2．1 WiFi協(xié)議的基本內(nèi)容 162

6．2．2 WiFi網(wǎng)絡(luò)的組成元件與類型 163

6．2．3 WiFi網(wǎng)絡(luò)的OFDM調(diào)制技術(shù) 164

6．2．4 WiFi網(wǎng)絡(luò)的大尺度衰落 166

6．2．5 WiFi網(wǎng)絡(luò)的小尺度衰落 169

6．2．6 智能工廠WiFi信道的建模 171

6．3 超寬帶技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)配置 174

6．3．1 超寬帶無(wú)線技術(shù)的主要特點(diǎn) 174

6．3．2 超寬帶系統(tǒng)的脈沖成形技術(shù) 176

6．3．3 超寬帶脈沖調(diào)制技術(shù) 177

6．3．4 超寬帶系統(tǒng)多址技術(shù) 179

6．4 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)配置 182

6．4．1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu) 182

6．4．2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 184

6．4．3 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議 186

參考文獻(xiàn) 189