文档介绍：东南大学
硕士学位论文
基于模糊PID算法的电加热炉窑温度控制系统设计
姓名:蒋芳芳
申请学位级别:硕士
专业:控制工程
指导教师:戴义保;汪维东
20070301
中文摘要关键词:温度是极为普遍和重要的热工参数之一,电加热炉又是典型的工业过程控制对象。电加热炉的温度控制具有升温单向性,大惯性,纯滞后,时变性等特点。开关炉门、加热材料、环境温度以及电网电压等都影响控制过程,其升温、保温是依靠可控硅电源加热,降温则是依靠环境自然冷却。当其温度一旦超调就无法用控制手段使其降温,因而很难用数学方法建立精确的模型和确定参数。刂疲蚱涑墒欤菀资迪郑锌上忍蟛畹挠诺悖谌硕嗍榭鱿驴梢月阈阅芤求。但它的性能取决于参数的整定情况。且它的快速性和超调鼍之间的矛盾关系,使它不一定能满足快速升温、超调小的技术要求。模糊控制,它在快速性年保持较小的超调量方面有着自己的优势。但由于它的理论并不完善,算法复杂,控制过程会存在稳态误差。本论文将模糊控制算法引入传统的加热炉控制系统构成智能模糊控制系统,利用模糊控制规则自适应地在线对问行薷模钩赡:哉≒控制系统,借此提高其控制效果。本论文提出的,基于模糊自整定刂扑惴ǖ目刂葡低成杓疲訟单片机为主体构成一个能进行较复杂的数据处理和复杂控制功能的智能控制器,使其既可与微机配合构成两级控制系统,又可作为一个独立的单片机控制系统,有自动检测、数据实时采集、处理及控制结果显示、打印等功能,所获控制精度高,具有较高的灵活性和可靠性。单片机根据设定,进行智能算法得到控制值,输出脉冲触发信号,通过过零检测、移相触发电路驱动双向可控硅,从而加热电阻炉。本文所提出的算法不仅获得强鲁棒性、强抗干扰性和满意的控制性能,而且系统设计方法简单,能方便地用于实际工业控制中。电加热炉单片机智能控制器自适应模糊煽毓东南大学硕貉宦畚
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东南大学学位论文独创性声明东南大学学位论文使用授权声明研究生签名:本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外,允许论文被查阅和借阅,可以公布ǹ论文的全部或部分内容。论文的公布ǹ授权东日期:确的说明并表示了谢意。南大学研究生院办理。
蕊丽浮\绾竦琽’~控制电压控制器卜!乒阋槐豢囟韵驢—!4恐秃笫奔炔问谋浠虼说缱杪旧砭哂泻艽蟮牟蝗范ㄐ浴。热处理是提高,数,或者产生一个辅助的控制输入量,累女系统上,以保让系统跟上给定的最优性能指标。电阻炉是热处理生产中应用最广的加热设备,通过布置在炉内的电热元件将电能转化为热能借助辐射与对流的传热方式加热工件。通常可用以下模型定性描述⋯:.但在实际热力过程中,由于被加热工件材料的导热率、装入量以及加热温度等因素的不同,直接影响着、料及其制品性能的工艺。根据不同的目的,将材料及其制件加热到适宜的温度,保温,随后用不同的方法冷却,改变其内部组织,以获得所要求的性能。例如在陶瓷或磁性材料烧结艺中,不仅需要准确控制工件的加热温度,还需要给出不同加热温度下透烧的时间贡患尤任锛砘蚨讯馔獠课度与其中心部位的温度与设定的加热温度均匀一致的时间2蝗唬露裙骰崾瓜录A选⒐斩报废。对于不同材料、不同装炉量、不同放置方式以及不同加热功率等必须设定不同的加热:阂展程。设计功能和精度适应生产的电加热炉窑温控系统非常有实际需要。自适应控制系统是一个具有一定适应能力的系统,它能够认识环境条件的变化,并自动校正控制动作,使系统达到最优或次优的控制效果”】,自适应控制系统的原理框图如图所示。图自适应控制系统的原理框图这一系统在运行过程中,根据参考输入螅刂剖淙搿袄⒍韵笫涑觥Ⅲ和己知外部干扰月∥来测量对象性能指标,并与给定的性能指标进行比较,做出决策,然后通过适应机构米改变系统参出.
刂破鞯姆⒄瓜肿.:齈控制善以及高性能微机的使用,才使得自箍定控制器得以开发,刂破鞑问淖远ḿ际跎柘爰新途径,逐步弱化或取消了对受控对象数学模型结构不变的限制。近年来,出现了许多新型模糊控制的概念是由美国加利福尼Ⅲ笱е淌贚甖首先提出的,经过多年的发