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《自动控制原理课程设计---炉温控制pid的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、电阻炉炉温控制系统PID调节的研究刘刚（北京科技大学自动化104班41050278,北京）摘要：数字PID控制在生产过程中是一种最普遍采用的控制方法，在机电、冶金、机械、化工等行业中获得了广泛的应用。本文以加热炉炉温控制系统中PID调节为研究课题，对其进行PID设计，讨论及总结，并给出几种改良PID控制在此控制系统中的运用，讨论其效果及作用。最终论述智能PID控制在温度控制中的运用。对传统PID控制、改进型PID控制以及智能PID控制算法使用MATLAB进行仿真，并对仿真结果加以分析。关键词：PID改进型PID智能PIDAbstract：Di
2、gitalPIDcontrolintheproductionprocessisoneofthemostwidelyusedcontrolmethod,themechanicalandelectrical,metallurgy,machinery,chemicalandotherindustriesforawiderangeofapplication.BasedonelectronicovenfurnacetemperaturecontrolsystemPIDcontrolastheresearchsubject,thePIDdesign,di
3、scussionandsummary,andgivesseveralimprovedPIDcontrolintheapplicationofthecontrolsystem,anddiscussitseffectandfunction.FinallydiscussesintelligentPIDcontrolintheapplicationoftemperaturecontrol.ThetraditionalPIDcontrol,advancedPIDcontrolandintelligentPIDcontrolalgorithmusingM
4、ATLABsimulation,andthesimulationresultsanalysis.Keywords：PIDImprovedPIDIntelligentPID引言：在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节。PID控制器问世至今已有近70年历史，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。PID控制，实际中也有PI和PD控制。PID控制器就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。PID控制在工业生产中应用颇广，尤其是钢铁工业中
5、。本文选取钢铁工业钢铁生产车间中电阻炉温度控制系统为模型，根据其传递函数对其PID进行整定，进一步分析改进型PID和智能PID控制对控制系统的作用效果。1炉温控制系统的PID设计1.1炉温模型及其传递函数钢铁生产车间电阻炉炉温控制原理图：输出输入热电偶模/数控制系统可控硅数/模电炉丝采样其加热炉传递函数为：Gs=2.8e-40s178s+1(取自姜学军著计算机控制技术清华大学出版社2005年)，控制系统采用PID控制。1.2PID参数整定连续PID控制是指系统中的控制器GC(s)具有如下形式：Gcs=Kp(1+1Tis+Tds)式中Kp为比例
6、系数，Ti为积分时间常数，Td为微分时间常数。这里PID的调节对象为上述加热炉总传递函数，即：Gs=2.8e-40s178s+1。PID离散算法可表示为(用增量表示)T---采样周期TD---微分时间TI---积分时间KP---比例系数根据实际情况可确定：采样时间T=1s。1.1.1Ziegler-Nichols参数整定方法A.参数整定通过实际实验测取过程开环阶跃响应曲线如2.1所示。（图2.1中曲线是由传递函数Gs=KTs+1e-LS得到）则PID参数整定经验公式（如下表）参数控制器KpTiTdPKL/TPI0.9KL/T3LPID1.2K
7、L/T2LL/2故：Kp=0.755Ti=80Td=20PID控制器为：Gcs=0.7551+180s+20s=15.1s2+0.755s+0.0094sB．MATLAB仿真没用PID调节时：仿真程序如下：t=[0:1:500]';ut=[t,ones(size(t))];[t,x,y]=sim('PID1',500,[],ut);plot(t,y);girdon仿真图如下：图一加PID时：所得结果:图二1.1.1临界比例度法A参数整定先使PID处于纯比例作用，使系统处于闭合状态，然后由小到大增加Kp，直到系统y为等幅振荡，记此时PID中比例
8、系数为Km，等幅振荡周期为Tm，则PID参数按表二进行整定：控制器参数KpKiKdP0.5Km————PI0.45Km0．85Tm——PID0.6Km0.5Tm0.
