漆包机烘炉控制体系建模及分布型温控点模糊pid解耦控制

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1、漆包机烘炉控制体系建模及分布型温控点模糊PID解耦控制第一章绪论1.1课题研究背景近几年来，本课题的研究在多方面的努力下，通过紧密合作已经取得了许多进展，漆包机生产设备的设计，即漆包机烘炉的结构设计，该设计在多项技术上去得了各项专利。如炉腊的宽度设计为4米宽，比原有大多2.2米宽的设计要多出1.8米，此设计的优势是在原有漆包线生产头数为16?30头的基础上增加至68头，在产量上以直径为0.15mm铜线计算将提高至129kg/h，这样大大提高了生产速度，比国内其他同类机器在生产效益上将提高一倍以上，与此同时在能耗方面亦可减少30%左右。本漆包机的结构采用宽炉腊的大结构设计

2、，而且炉内入口，中心，出口设计为联通式，因此炉内的温度达到110°C以上的较大温差，给生产的产品质量带来不利的影响，如铜线上的涂漆不均匀，涂层直径不一且光泽较差。为解决此问题，在炉膛设计上又做了改进和完善，炉腊的加热管采用U型，分布两侧并独立控制。炉内废气经过催化后产生的热量进行回收利用，经过热交换装置重新鼓入炉内入口位置。炉内的热风通过循环风机循环，气体流经品型缓冲区重新进入炉腔的出口位置时达到均风速度。这些技术的改进有效的提高了生产能力和降低了能源的消耗。基本上实现了炉膛内气体流动的稳定和热平衡。从设计初期来讲，漆包机生产设备炉腔内各点的温度要求不同，由于炉

3、腾内部的联通结构，导致了风机在控制上存在严重的親合现象，原有的温度控制仅采用了分立的温控仪表进行各点独立控制。造成与实际温度相差±15'C以上的控制误差。导致产品质量的不稳定。再而炉内设计有多个温度监测点，而并不是每个温度点都达到可控性，有时高温时无法降温，低温时却只能开始电加热管加温，使控制上处于混乱，无法找到对应的控制方案和方式。造成能源的浪费，因此本文提出模糊PID解稱控制解决漆包机存在的控制问题。...........1.2课题研究的目的及意义由于西方一些国家已经不在生产漆包线，他们大多将业务转向国外。而漆包线又是许多电子设备不可或缺的元器

4、件，其用途广泛，在感应线圈，变压器等设备中有普遍应用，是无法替代的产品。在此国际背景和应用背景大好的情势下，中国面临的是机遇同时也是挑战，一是市场广阔的机遇，二是面临漆包机生产控制和减少能耗的挑战。就目前来说中国已经成为漆包线的主要生产国之一，在这一行业中，为我省每年提供了可观的产值和税收收益，并提供了大量的就业机会，这一产业的持续发展将有力的促进我省的经济增长步伐。从2003年起，漆包线在中国的产量就已经超过了日本和美国，在全球的供应上占据主导地位，以2006年的数据来看，中国的漆包线产量达到了100万吨，到2015年将有可能占据全球漆包线市场的50%左右，因此，漆包

5、线的生产销售成日益增长态势。面对庞大市场，中国生产漆包线厂家不断增多，在广东珠三角地区大致上就有上百家生产商，两千多台漆包机，分布在广东省的佛山、东竞、中山等市。面对广阔的市场前景，在漆包线的生产上，要么用高能耗和污染环境的方式大量生产，以此提供产品，要么是科技创新，控制废气，回收利用的方式来提高产量和质量。第二章控制系统建模2.1漆包机炉腾结构漆包机温度的自动控制系统即供炉温度控制采用温度测量传感器，测定炉腾内空气温度信号，并将此信号传给温度调节器进行运算后发出控制指令信号，以控制相应的执行控制机构，使送风温度或送风量随偏差量的大小而变化，以满足炉膛温度控制的要求。建

6、立过程数学模型的基本方法有两个，即机理法和测试法'⑴。从机理出发，也就是从过程内在的物理和化学规律出发，建立稳态数学模型的工作。测试法即经验法，是对已经投产的过程装置，如果条件容许的情况下，通过测试输入输出的数据，用数学方法回归，得出经验模型。除此外，还可把两者结合起来。机理模型的优点主要有：1、可以充分利用已知的过程知识，从事物的本质上去认识外部特性；2、可以验前得出，在流程和设备的设计阶段即能建立；3、有较大的使用范围，操作条件变化可以类推，即使处理的物料有所改变，只要已知其物理化学参数，仍不难计算。经验模型和机理模型并用的优点：1、主体上仍按照机理方程建模

7、，但对其中的部分参数通过实测得到。2、通过机理分析，把自变量适当组合，得出数学模型的函数形式。这样可使模型结构有了着落，估计参数就比较容易了，组合的另一个好处是可使自变量数减少。2.2各通道传递函数从上述设备的工作原理来分析，设备为多输入多输出系统，结构复杂，其内部完全连通，因此在控制方面具有较强的稱合，为了减少初期对象模型的研究工作难度，应用机理和经验相结合的方法建立数学模型可以大大的简化数学模型，减少了复杂程度。从经验出发只考虑影响大的风机，其主要的输入有：排废风机、循环风机、交换风机，和电加热管共4个输入，供炉中设置有温度检测点的有