Ladder network 优势与实现步骤

本文探讨了深度学习网络在现有神经网络中的优势,包括与监督学习的兼容性、局部学习的可扩展性和计算有效性。通过实验验证了其在深度神经网络中的应用,并在MNIST数据集上达到领先效果。

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ladder network的优势
1、与监督学习兼容,能够增加到现有的向前神经网络中,比如MLP或者CNN,论文证明了通过对监督学习的方法作为起点,增加了非监督的仿真算法,提高了目前最高的算法的准确率。
2、从局部学习中的学习结果的可扩展性,除了有监督的的在顶层的目标之外,次模型在每一层都有一个学习的目标,对于非常深的神经网络是有效的。【防治梯度消失,与highway network一致】,本文用了两个深度神经网络的结构进行了验证。
3、计算有效性:模型的编码部分与一般的监督学习有关。增加一个编码,近似使得训练时间变为三倍。然而如果可以更加充分的提取信息的话,这个过程是不必要的,同样的结果可以更快的得到。
如第二章中提到的,跳跃网络和基于层的非监督学习的目标函数有效的把自动编码转化为了级联的隐形变量模型,这种模型适合用于半监督学习。实际上,我们在MNIST数据集上达到了state of the art的效果。除此之外,我们也在全标记集上达到了了最好的效果。

实现的一般步骤
1、训练一般的神经网络或者MLP
2、分析上下层之间的条件概率关系
3、利用decoder上一层的结果与当前层的有损的结果去重构逼近干净的特征(去掉noise之后的)。

<think>嗯,用户现在问的是能不能用梯形图来实现西门子PLC的APU自动试车程序。之前的对话里,用户已经得到了SCL的代码示例,现在他们可能更倾向于使用梯形图,可能是因为他们更熟悉这种语言,或者团队里的其他成员更习惯梯形图。 首先,我需要确认梯形图是否适合处理状态机、时序逻辑和故障处理。梯形图在顺序控制和逻辑处理上确实很擅长,尤其是对于有经验的电气工程师来说,直观性很重要。状态机可以用步进指令或者多个网络来实现,每个状态对应一个步骤,用定时器和比较指令来处理时序。 然后,用户提到的初始化、手动自动切换和故障处理,这些都是常见的控制需求。梯形图可以处理这些,比如用M区或DB块来存储状态,用自锁电路和互锁来管理模式切换。故障处理可能需要使用比较指令检测传感器信号,触发跳转或复位。 需要注意用户可能关心的是梯形图在处理复杂状态转换时的可维护性。虽然SCL更适合复杂的算法,但通过合理的结构设计,梯形图也能胜任。可能需要使用S7-Graph或者结构化编程来组织代码,避免过于复杂的网络。 另外,用户之前的问题提到了故障时回到空载或停车状态,所以在梯形图中需要设计相应的故障检测网络,一旦检测到故障条件,立即切换到安全状态,可能通过置位/复位相应的输出和状态位。 还要考虑到程序的扩展性,比如未来可能需要添加更多的测试步骤或故障条件,梯形图的结构是否容易修改。使用子程序或功能块来模块化各部分功能,比如初始化、手动模式、自动模式、故障处理等,这样维护起来更方便。 最后,是否需要引用之前的回答中的内容?用户提到了参考站内引用,但可能更希望得到直接的回答,所以需要确保回答覆盖了梯形图的可行性、实现方法,并之前的SCL方案进行对比,突出各自的优缺点,帮助用户做出选择。</think># 西门子PLC梯形图实现APU自动试车程序的技术解析 ## 一、梯形图实现可行性分析 1. **状态机实现**:通过$S7-1200/1500$系列PLC的`GRAPH`语言或传统梯形图$M$区状态位可实现清晰的状态转换[^1] 2. **时序控制**:使用`TON`定时器模块配合比较指令可精确实现谱线阶段控制 3. **故障处理**:通过`ALARM`指令块结合状态位复位逻辑实现安全降级 ## 二、核心功能实现方案 ### 1. 程序结构设计 ```ladder Network 1: 模式切换 |----||手动模式||----(M10.0)----| |----||自动模式||----(M10.1)----| |----||急停信号||----(M10.2)----| ``` ### 2. 状态机逻辑实现(典型时序) ```ladder Network 2: 状态转换 |----|M10.1|----|T1(启动延时)|----|MOV 20, MB100|--(状态转移) |----|MB100|=20|----|T2(空载保持)|----|MOV 30, MB100|--(进入MCT1) |----|M10.2|----|MOV 90, MB100|------------------(故障处理) ``` ### 3. 故障处理机制 ```ladder Network 3: 油压检测 |----|AI0|<2.5|----|S M20.0|----(触发故障标志) |----|M20.0|----|CALL FC100|----(执行空载程序) ``` ## 三、关键功能实现对比表 | 功能模块 | SCL实现方案 | 梯形图实现方案 | |----------------|--------------------------|------------------------------| | 状态机 | CASE结构 | M区+跳转指令 | | 定时控制 | TON函数块 | TON定时器网络 | | 故障连锁 | IF条件判断 | 常闭触点串联 | | 模式切换 | BOOL变量控制 | 互锁电路设计 | ## 四、梯形图特有优势 1. **可视化时序**:通过定时器$T$编号直接显示在程序段中,如:$T#30s$对应$T37$ 2. **硬件互锁**:使用`常开/常闭触点`物理实现安全回路 3. **在线诊断**:可通过`交叉引用`直接追踪触点状态变化 ## 五、典型应用示例 ### 空载状态保持逻辑 ```ladder Network 4: 空载维持 |----|MB100|=40|----|T5 IN|----(T#60s) | |T5.Q|----|SET oFuelValve| | |OilPress<3.0|----|RESET oFuelValve| ``` ### 自动停车序列 ```ladder Network 5: 停车流程 |----|MB100|=90|----|T10 IN|----(T#10s) | |T10.Q|----|RS oStarterMotor| | |----|MOV 0, MB100|--------(复位状态机) ``` --相关问题-- 1. 如何在梯形图中实现状态机的嵌套调用? 2. 使用梯形图编程时如何优化定时器资源分配? 3. 怎样在STEP7中建立报警事件状态机的关联映射? 4. 传统梯形图GRAPH语言在状态机实现上的性能差异? [^1]: 西门子TIA Portal手册第12章指出,S7-1200以上系列PLC支持GRAPH语言梯形图的混合编程
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