智能工廠設備配置研究

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 智能工廠設備的配置原則 6

1．1．5 智能工廠設備的技術特征 8

1．2 智能工廠設備常見算法 9

1．2．1 模糊控制算法 9

1．2．2 人工神經(jīng)網(wǎng)絡（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 電力負荷預測 23

2．1．1 電力負荷預測的意義 23

2．1．2 電力負荷預測模型 24

2．1．3 基于Elman神經(jīng)網(wǎng)絡的電力負荷預測 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 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)點處理方法 38

2．3．2 PI型電源節(jié)點處理方法 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 電池壽命實時估算算法 42

2．4．2 仿真結果 44

第3章智能工廠電機驅(qū)動配置研究 48

3．1 電機驅(qū)動的脈寬調(diào)制技術 48

3．1．1 脈寬調(diào)制技術原理 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 單電機變頻器的配置研究 58

3．2．1 SVPWM調(diào)制技術原理 58

3．2．2 SVPWM算法實現(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 雙電機變頻控制系統(tǒng)的配置研究 70

3．3．1 雙電機控制案例 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 雙電機變頻器的兩種連接方法 82

第4章智能工廠PID控制設備配置研究 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控制面臨的問題 98

4．2．3 神經(jīng)網(wǎng)絡PID控制面臨的問題 100

4．2．4 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡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在線辨識與PID參數(shù)自適應整定 108

4．4 基于PSO-PID的凈水加藥自動控制 114

4．4．1 凈水加藥自動控制系統(tǒng)概述 114

4．4．2 PSO-PID算法 115

第5章智能工廠機器人配置研究 121

5．1 機器人概述 121

5．1．1 機器人的定義 121

5．1．2 智能工廠中的機器人技術 123

5．1．3 六自由度多關節(jié)機器人的結構設計 124

5．2 移動機器人的配置研究 131

5．2．1 移動機器人環(huán)境模型的建立 131

5．2．2 移動機器人路徑規(guī)劃的粒子群算法 133

5．2．3 移動機器人路徑規(guī)劃的蟻群算法 136

5．3 多關節(jié)機器人的配置研究 142

5．3．1 多關節(jié)機器人的數(shù)學模型 142

5．3．2 多關節(jié)機器人的滑模控制 143

第6章智能工廠無線網(wǎng)絡配置研究 150

6．1 藍牙技術與網(wǎng)絡配置 150

6．1．1 藍牙技術的特點 150

6．1．2 智能工廠藍牙網(wǎng)絡的跳頻技術 152

6．1．3 藍牙協(xié)議棧 157

6．1．4 智能工廠藍牙應用模式 160

6．2 WiFi技術與網(wǎng)絡配置 162

6．2．1 WiFi協(xié)議的基本內(nèi)容 162

6．2．2 WiFi網(wǎng)絡的組成元件與類型 163

6．2．3 WiFi網(wǎng)絡的OFDM調(diào)制技術 164

6．2．4 WiFi網(wǎng)絡的大尺度衰落 166

6．2．5 WiFi網(wǎng)絡的小尺度衰落 169

6．2．6 智能工廠WiFi信道的建模 171

6．3 超寬帶技術與網(wǎng)絡配置 174

6．3．1 超寬帶無線技術的主要特點 174

6．3．2 超寬帶系統(tǒng)的脈沖成形技術 176

6．3．3 超寬帶脈沖調(diào)制技術 177

6．3．4 超寬帶系統(tǒng)多址技術 179

6．4 無線傳感器網(wǎng)絡技術與網(wǎng)絡配置 182

6．4．1 無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點結構 182

6．4．2 無線傳感器網(wǎng)絡的拓撲結構 184

6．4．3 無線傳感器網(wǎng)絡的路由協(xié)議 186

參考文獻 189