摘要：本設計基于中小樓房管道供水系統，采用AT80C51單片機、壓力傳感器、變頻器、A／D轉換、D／A轉換電路等設備和元器件，結合工業智能控制技術，采用BP算法的神經網絡PID調節器，利用自身的在線學習功能，實現自動調節連接權重，減小系統因變參數與非線性等因素的影響，從而提高系統的魯棒性，達到恒壓供水的目的。
關鍵詞：BP神經網絡；恒壓；供水；AT89C51；PID

本設計是征對樓房自來水管道供水系統，主要研究的是基于AT89C51微處理器的壓力參數的控制和調節，也就是以AT89C51單片機為處理器，通過A／D、D／A轉換單元與電路，通過基于BP算法的神經網絡PID調節器，從而控制變頻器，通過變頻器驅動交流電機，然后控制執行對象齒輪泵，使得供水系統管道的壓力無論在用水的高峰期或者低峰期基本保持不變，達到恒壓供水目的。

1 系統總體方案設計
1．1 恒壓供水系統基本模型
恒壓供水系統模型如圖1所示。該系統是一個單閉環控制系統，控制的主要任務是讓供水系統管道的壓力等于某個固定的值，從而減少或者消除應用水量的大小等內部和外部因素的影響。

單閉環控制系統因其結構簡單、投資小、操作簡單，并能夠滿足一般生產過程的要求，所以被廣泛應用。在控制系統中，調節器參數的選擇直接影響控制系統的質量。在工業控制中通過數字改造，可以提高設計的效率，但是由于電動機參數的非線性和時變性，具體實施還是比較困難。因此考慮到以上問題的存在，對常規模擬系統進行數字化改造，引入神經網絡控制，通過它具有的在線學習能力，自動調節權重系數，實現對復雜系統的控制。
1．2 恒壓供水系統的作用與功能
該系統是一個基于AT89C51單片機的恒壓供水系統，其系統結構如圖2所示。

主要組成單元有管道壓力檢測單元、A／D轉換單元、基于單片機的控制單元和基于神經網絡PID調節器組成的管道壓力的變頻調速單元。具體工作過程是：給定恒壓供水系統的值，通過壓力傳感器獲取當前管道的壓力值，通過A／D轉換器將模擬信號變換成數字信號，然后輸送到AT89C51和給定值進行比較，得到偏差信號，該偏差信號通過基于神經網絡BP算法的數字PID調解后，輸出一個轉速控制信號，通過D／A轉換，控制變頻器的轉算，達到自動調節供水系統的壓力達到一個穩定的值。