定稿基于模糊控制的温度控制系统设计

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1、昌吉学院论文（设计）分类号：TP273+.4本科毕业论文（设计）密级：无基于模糊控制的温度控制系统设计系院物理系学科门类工学专业能源工程及自动化班级物理B1105学号1125862028姓名陈玥指导教师刘红教师职称讲师二〇一五年四月三十日原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。学生签名：年月日毕业论文版权使用授权书本毕业论文作者完全了解学院有

2、关保存、使用毕业论文的规定，同意学院保留并向有关毕业论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权本学院及以上级别优秀毕业论文评选机构将本毕业论文的全部或部分内容编入有关数据库以资检索，可以采用复印、缩印或扫描复制手段保存或汇编本毕业论文。声明人签名：导师签名：年月日年月日昌吉学院2015届本科生毕业论文（设计）摘要本文先介绍了模糊控制系统的研究背景，讨论了该控制系统的发展方向。通过对温度控制系统的深入研究，进而对温度控制系统模糊控制的各个模块分析和设计。本文是利用模糊方法来对电阻炉温度控制系统进行了设计，这种控制策略可以克服电阻炉温度控制系统中常常具

3、有的严重的滞后现象，而且可以通过提高采样频率来使控制效果和控制精度明显提高，能满足控制要求。以满足仿真需要。关键词：模糊控制；温度控制；MATLAB仿真；昌吉学院2015届本科生毕业论文（设计）目录1绪论11.1课题背景11.2模糊控制解决的问题11.3模糊控制的发展史21.4本文的研究内容22模糊控制理论32.1模糊控制的基本概念32.2模糊控制的特点32.3模糊控制系统组成42.4模糊控制的基本原理52.5模糊控制器设计63工业电阻炉模糊控制设计83.1系统介绍83.2电阻炉温模糊控制器设计83.3控制效果134系统仿真分析144.1仿真工具MATLAB144.2基于simu

4、link的模糊控制器的仿真及其调试144.3建立simulink仿真模型165全文总结19参考文献20致谢21昌吉学院2015届本科生毕业论文（设计）1绪论1.1课题背景1974年最先设计了一种模糊控制器的人是英国的马丹尼，将它用来控制汽锅和蒸汽机，而且取得了成功[1]。因而就而产生了这些概念：模糊语言控制器、模糊自动控制。模糊控制的产生是传统且规则的专家控制和模糊集理论以及控制理论三者的相结合，当被控过程十分复杂时，几乎不可能建立被控对象的数学模型，除非需要付出很大代价。这时模糊控制就会显得具备吸引力和利用性。随着现代科技的不断发展，温度控制在工业自动化控制中据有非常重要的作用

5、。在工业生产过程中，温度一般都是需要控制的量。在农业生产中，农产品的生长同样依靠合适的温度。在国防与科研工作中，温度更是无法忽略的参数[2]。所以我们研究温度的控制是具有非常重要的意义。现在关于温度测量的方法有很多，其中膨胀计法是有效方法之一。膨胀计通过线性升温过程中高分子材料比容的变化来测定温度，但是线性升温的准确度影响测量精度[3]。不过我们经常使用的温度控制器一般价格昂贵，或者是精度差，在教学过程中有时还使用调压变压器凭经验调节温度，这样既浪费了时间，而且精度也不高。所以需要一种低价、多路、高精度、界面友好的程序温度控制器。这样的控制器在科研，工业农业生产以及教学实践过程中

6、都有非常重要的作用。1.2模糊控制解决的问题模糊控制是基于丰富操作经验总结出的、用自然语言描述的控制策略，或是通过大批实际操纵和数据概括出的控制规律，用计算机得以实现的自动控制。它与传统控制的最大不同，不需要知道控制对象的数学模型，而需要积累对设备进行控制的操作经验或数据[4]。现代科学技术的快速发展，对各个领域系统的自动控制要求也愈来愈高，对于复杂的系统，由于变量太多，往往难以正确的描述系统的动态模型。对于这些系统来说一个有丰富经验的操作工人的手动控制效果要比利用传统的方法好，模糊控制的根本就是人类专家的行为。因此，模糊控制就可以很好的表达专家的知识。11昌吉学院2015届本科

7、生毕业论文（设计）1.3模糊控制的发展史模糊控制是把人类自然语言表述的控制策略，通过模糊集合和模糊逻辑推理转化成数字或数学函数，再用计算机去实现预定的控制[5]。由于模糊控制是以人的操作经验为基础，而不依赖于控制系统的数学模型，实际上是把人的智慧加到了控制系统中，自然实现了人的某些智能，所以它属于一种智能控制。模糊控制的发展历程大致可分为以下三个阶段。（1）形成期(1974年以前)1965年，美国加州大学自动控制系LAZedeh教授，创建了模糊集合理论，也开启了模糊控制数学基础的