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《專業(yè)資料：基于模糊PID的電阻爐溫度控制系統(tǒng)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在工程資料-天天文庫。
1、大司法要Abstract錯誤！未定義書簽。錯誤！未定義書簽。1緒論11.1課題的提出和意義11.2溫度控制系統(tǒng)控制方案11.3本文的工作42模糊PID控制52.1常規(guī)P1D控制52.2模糊控制92.3模糊PID控制133電阻爐溫度控制系統(tǒng)的模糊PID設計163.1電阻爐系統(tǒng)數(shù)學模型的建立163.2電阻爐模糊控制器的建立183.3電阻爐模糊P1D控制器設計204仿真研究與比較284.1PID控制284.2電阻爐模糊控制294.3電阻爐模糊PID控制294.4比較與總結305總結與展望32致謝3334參考文獻1
2、緒論1.1課題的提出和意義溫度是生產(chǎn)過程和科學實驗屮非常普遍而又十分重要的物理參數(shù)。在工業(yè)生產(chǎn)過程中，為了高效地進行生產(chǎn)，必須對生產(chǎn)工藝過程中的主要參數(shù)，如溫度、壓力、流量、速度等進行有效的控制，其中溫度控制在生產(chǎn)過程中占有相當大的比例。準確地測量和有效地控制溫度是優(yōu)質、高產(chǎn)、低耗和安全生產(chǎn)的重要條件。而且在我們的H常生活中也使用微波爐、電阻爐、電熱水器、空調等家用電器，溫度與我們息息相關?？梢姕囟瓤刂齐娐窂V泛應用于社會生活的各個領域，所以對溫度進行控制是非常有必要和有意義的。由于溫度口身的一些特點，如慣性
3、大、滯后現(xiàn)象嚴重、難以建立精確的數(shù)學模型等使控制系統(tǒng)性能不佳。在關于溫度控制的絕大部分文獻資料中，控制結杲都是有超調的而H很多時候超調量較人，本論文是基于這一特點，研究-?種控制方案使其調節(jié)時間快，穩(wěn)態(tài)誤并也非常小的理想效果。1.2溫度控制系統(tǒng)控制方案計算機技術的發(fā)展極大地推動了工業(yè)控制系統(tǒng)的進步，而現(xiàn)代控制理論的發(fā)展，人工智能技術的深入研究，為控制系統(tǒng)的理論領域增加了新的內容。計算機硬件與控制軟件的緊密結合必然導致新型的微機控制系統(tǒng)的出現(xiàn)。溫度微機控制系統(tǒng)常用的控制方案有以下三類經(jīng)典控制方案、基于現(xiàn)代控制
4、理論的設計方案和智能控制方案。第一類：經(jīng)典控制方案經(jīng)典控制方案可分為數(shù)字控制器的間接設計方案和數(shù)字控制器的直接設計方案。數(shù)字控制器的間接設計方案是一種根據(jù)模擬設計方案轉換而來的設計方案。傳統(tǒng)模擬系統(tǒng)中的控制器設計C有一套成熟的方法，其中以PID控制器為代表。PID控制器具有原理簡單、易于實現(xiàn)、適用范圍廣等優(yōu)點。將模擬控制器轉換成數(shù)字控制器是用離散時近似方法將一連續(xù)時間系統(tǒng)的控制規(guī)律離散為數(shù)字控制器的控制規(guī)律，其小為確保數(shù)字控制器與模擬控制器的近似，要適當選擇采樣周期。第二類：基于現(xiàn)代控制理論的設計方案現(xiàn)代控
5、制理論以線性代數(shù)和微分方程為主耍的數(shù)學工具，以狀態(tài)空間法為基礎來分析和設計控制系統(tǒng)。狀態(tài)空間法本質上是一種時威的方法，它不僅描述了系統(tǒng)的外部特性，而且描述和提示了系統(tǒng)的內部狀態(tài)和性能?；诂F(xiàn)代控制理論的設計方案是建立在對系統(tǒng)內部模型的描述Z上的。它是通過數(shù)學方法對控制系統(tǒng)進行分析綜合?？刂埔?guī)律的確定是通過極小化預先確定的性能指標函數(shù)或使控制系統(tǒng)滿足希望的響應而推導出來的。此類設計方案主要有:系統(tǒng)辨識、最優(yōu)控制、自校正控制等。這類設計方案適用范圍廣，適合于多輸入多輸出系統(tǒng)、某些非線性時變系統(tǒng)和一些具冇隨機擾動
6、的系統(tǒng)。該方法理論嚴謹，控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題可以嚴格證明，性能指標能定量分析，得到的控制品質較好。但這類方法需耍知道精確的被控對象的數(shù)學模型形式。第三類：智能控制方案智能控制方案是一類無需人的干預就能夠針對控制對彖的狀態(tài)H動地調節(jié)控制規(guī)律以實現(xiàn)控制目標的控制策略。它避開了建立精確的數(shù)學模型和用常規(guī)控制理論進行定量計算與分析的困難性。它實質仁是一種無模型控制方案，即在不需耍知道對彖精確模型的情況下，通過自身的調節(jié)作用，使實際響應曲線逼近理想響應曲線。智能控制系統(tǒng)有以下一些特點(1)智能控制系統(tǒng)一般具冇以知識表
7、示的非數(shù)學廣義模型和以數(shù)學模型表示的混合控制過程。它適用于含冇復雜性、不完全性、模糊性、不確定性和不存在己知算法的生產(chǎn)過程。(2)智能控制具有信息處理和決策機構，它實際上是對人神經(jīng)結構或專家決策機構的一種模仿。(3)智能控制器具有非線性。這是因為人的思維具有非線性，作為模仿人的思維進行決策的智能控制也具冇非線性的特點。(4)智能控制器具有變結構的特點。(5)智能控制器具有總體自尋優(yōu)的特點。智能控制方案主耍包括模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡和遺傳算法控制等。常用的溫度控制電路根據(jù)應用場合和耍求的性能指標有所不同。除了傳統(tǒng)
8、的PID控制方法，近幾年來快速發(fā)展的是將模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡、遺傳算法等智能控制方法應用于溫控系統(tǒng)，包括智能控制與PID控制相結合及這些智能控制之間的結合。具體有如下一些方法：(1)模糊控制模糊控制是基于模糊邏輯的描述一個過程的控制算法，它不需要被控對象的精確模型，僅依賴于操作人員的經(jīng)驗和直覺判斷，容易應用。模糊溫控的實現(xiàn)過程為:①將溫控對彖的偏差和偏差率以及輸出量劃分為不同的模糊值，建立規(guī)則,將這些模糊規(guī)則寫成模
