模糊PID温控算法在离心机控制系统中的应用研究

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1、顼士学位论文模賴ＰＩＤＯｉｆｃ算法在禽吻机检制系洗中的產用研堯张二兵指导教师：杨有副教授专业名称：计算机系统结构研究方向：嵌入式系统二Ｏ—八年四月重庆师范大学硕士学位论文模糊PID温控算法在离心机控制系统中的应用研究硕士研究生：张二兵指导教师：杨有副教授学科专业：计算机系统结构所在学院：计算机与信息科学学院重庆师范大学二○一八年四月AThesisSubmittedtoChongqingNormalUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeof

2、MasterApplicationResearchoftheFuzzyPIDTemperatureControlAlgorithminCentrifugeControlSystemCandidate：ZhangErbingSupervisor：YangYou,AssociateProfessorMajor：ComputerSystemArchitectureCollege：CollegeofComputerandInformationScienceChongqingNormalUniversityApril，2018独创性声明本人声明所呈交

3、的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含他人己经发表或撰写过的研宄成果，也不包含为获得重庆师范大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研宄所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明。？＾〖学位论文作者签名．＾签字日期年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解重庆师范大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权重庆师范大学可以将学

4、位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。学位论文作者签名：、签字日期：年仿、日ｇｙＡｖＩ重庆师范大学硕士学位论文中文摘要模糊PID温控算法在离心机控制系统中的应用研究摘要双级推料离心机（以下简称离心机）是一种连续操作、生产能力大、结晶破坏少、滤饼含湿量低的过滤式离心机，是目前制盐、制碱行业中脱水干燥工艺过程中的关键设备之一，对物料的分离效率和分离效果有重要的影响。针对制盐、制碱行业发展的实际需求，以提高离心机控制系统稳定性和效率为目标，通过对离心机组成结构和工艺流程的分析

5、，结合模糊PID控制技术设计了离心机控制系统，具有重要的实际意义、应用价值和经济效益，主要工作包含如下四个方面。第一，分析了液压油温度对离心机工作产生的影响。通过对离心机系统的整体结构、工作原理和机械、液压、电气三大部件之间的相互关系的详细分析，得出液压油温度过低或过高使得控制系统不稳定。第二，设计了基于模糊PID的液压油温度控制算法。针对当前离心机的液压油温度控制采用固定开度的冷水阀门而存在液压油温度过高或过低而导致离心机停机检修的问题。应用模糊控制理论，以液压油箱为被控制对象，以响应曲线法建立了传递函数，设计了模糊PID算法并在MATLAB

6、中建立了Simulink仿真模型进行了仿真实验。对比温度控制中常用的经典PID控制算法、模糊控制算法，结果表明，当目标温度设为最佳工作50℃时，经典PID控制出现振荡且超调量约为26%，模糊控制超调量为零但稳态误差约为9%，模糊PID控制的超调为零、稳定误差为零、无振荡等良好的动、静态特性。因此应用模糊PID控制的方法来稳定液压油温度，能有效提高控制系统的稳定性和工作效率。第三，设计了基于PLC的硬件控制系统。基于离心机工作环境对硬件系统进行了选型。对比分析目前DCS控制系统、PLC控制系统、FCS控制系统三大控制系统的优缺点，和结合实际情况、

7、工程造价等因素，选择西门子S7-200系列CPU作为整个系统的控制器，完成了系统I/O口的分配，并对外围电路进行了设计。第四，针对离心机的特点和工艺流程，确定了模糊控制算法的模型、论域范围、隶属函数，制定了模糊PID控制规则表，设计了基于PLC的模糊PID控制器。进行了软件编写工作，对软件系统采用梯形图语言在STEP7-Micro/WIN32环境中进行了设计和实现，并对控制系统逻辑程序进行了仿真，结果表明程序设计符合要求。关键词：控制系统，模糊PID控制，PLC，离心机，温控算法I重庆师范大学硕士学位论文英文摘要ApplicationResea

8、rchoftheFuzzyPIDTemperatureControlAlgorithminCentrifugeControlSystemABSTRAC