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《基于模糊PID的電阻爐溫度控制系統(tǒng)研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、摘要電阻爐溫度控制系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)過程控制中是一種常見的而且重要的控制系統(tǒng)。近年來隨著工業(yè)的發(fā)展，對電阻爐的溫度控制義提出了更高的要求，但是由于電阻爐的溫度控制具有非線性、大慣性、大滯后等特點(diǎn)，因此給控制過程帶來很大凼難。本文以SX4．10型箱式電阻爐為控制對象，研究一種合適的控制方案對其控制，達(dá)到調(diào)節(jié)時(shí)間短、超調(diào)量小于0．5％且穩(wěn)態(tài)誤差在±l℃內(nèi)的性能指標(biāo)，從而提高其控制效果。首先，采用機(jī)理分析法對電阻爐正常上作時(shí)的溫度對象進(jìn)行分析，從理論上建立電阻爐被控對象的數(shù)學(xué)模型。研究了常規(guī)PID控制方案、模糊控制方案
2、，并利用Matlab的Simulink開發(fā)環(huán)境和模糊邏輯．I：具箱分別對電阻爐PID控制系統(tǒng)、純模糊控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析。結(jié)果表明PID控制系統(tǒng)超調(diào)量太人，模糊控制系統(tǒng)雖然能有效減少超調(diào)餐，但穩(wěn)態(tài)誤差較人。其次，針對PID控制和模糊控制的優(yōu)缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)了基丁模糊自適應(yīng)PID的電阻爐溫度控制器。利用Matlab的Simulink開發(fā)環(huán)境和模糊邏輯I：具箱對電阻爐的模糊自適應(yīng)PID控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析，結(jié)果表明模糊[J適應(yīng)PID控制可實(shí)現(xiàn)調(diào)‘誨時(shí)問短、超凋量小于0．5％、穩(wěn)態(tài)誤差在±l℃內(nèi)的性能指標(biāo)，并對該控制方案
3、的抗干擾性，魯棒性進(jìn)行了仿真分析，進(jìn)一步驗(yàn)證了該控制方案是一種較為理想的智能型控制方案。最后，以單片機(jī)STC89C52為核心控制器，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的硬件電路，實(shí)現(xiàn)了溫度的采集與控制、超限報(bào)警等各種功能。在進(jìn)行硬件電路設(shè)計(jì)的同時(shí)，也進(jìn)行了相應(yīng)的軟件毆計(jì)，系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)采用了模塊化結(jié)構(gòu)，具有可移植性強(qiáng)和通川性強(qiáng)的特點(diǎn)。關(guān)鍵詞：電阻爐，仿真，PID控制，模糊控制，模糊白適應(yīng)PID控制AbstractResistancefurnacetemperaturecontrolsystemisacommonandimportan
4、tsystem．Inrecentyears，、玩ththedevelopmentofindustry,therearemoreandmoresupernalrequesttemperaturecontrolforresistancefurnace，butitisdi伍culttocontrolwell，becausethetemperaturecontrolforresistancefurnacehasmanycharacteristicssuchasnon—linearity,biginertia，grea
5、tlag．Thispaperistostudyanadaptcontrolmethodtocontrolthetemperaturewiththeresistancefuma艙ofSX-4-10,theperformanceindexofcontrolmethodisthattheregulatingtimeisshort,theovershootiswithinfivepercentandthesteady-erroriswithin士l℃．a(chǎn)ndtoimproveitscontroleffecLTobeg
6、in謝t11．temperatureobjectisanalyzedbyusingtheprincipiummethodandthemodeloftheobjectisestablished．ThispaperstudiestheconventionalPIDcontr01．fuzzycontrolandstimulationsofPIDcontrolandfuzzycontrolaredonebyusingSimulinkandfuzzylogictoolsinMATLAB．Simulationresult
7、sshowthattheovershootofthePIDcontrolsystemistoobig，andfuzzycontrolsystemCanreduceitsovershooteffectively,butthesteady-errorisbigger．Secondly,thispaperdesignsfuzzyself-tuningPIDcontrolforthetemperatureofresistancefurnacebasedontheadvantagesofPIDcontrolandfuz
8、zycontr01．Stimulationoffuzzyself-tuningPIDcontrolisdonebyusingSimulinkandfuzzylogictoolsinMATLAB．Simulationresultsshowthatthefuzzyself-tuningPIDcontrolCanmeettheperformanceindexthattheregulatingtimeiss
