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1、I基于模糊PID的电阻炉温度控制器的设计与仿真研究摘要电阻炉是一种具有纯滞后的大惯性系统，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，传统的加热炉控制系统大多建立在一定的模型基础上，难以保证加热工艺要求。因此本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PID参数进行修改，借此提高其控制效果。本文首先采用机理分析法对电阻炉正常工作时的温度对象进行分析，从理论上建立电阻炉被控对象的数学模型。其次文中设计了三种控制系统。一种是PID控制系统,一种是纯模糊控制系统，还有
2、一种是模糊PID控制系统。本文分析研究了常规PID控制方案、模糊控制方案，并分别对电阻炉PID控制系统、纯模糊控制系统进行仿真分析。结果表明PID控制系统超调量太大，模糊控制系统虽然能有效减少超调量，但稳态误差较大。针对PID控制和模糊控制的优缺点，设计了基于模糊自适应PID的电阻炉温度控制器。模糊自整定PID控制是在一般PID控制系统的基础上，加上一个模糊控制规则环节，利用模糊控制规则在线对PID参数进行修改的一种自适应控制系统。对电阻炉的模糊自适应PID控制系统进行仿真分析，结果表明模糊自适应PID控制可实现调节时问短、
3、超凋量小、稳态误差在±l℃内的性能指标，并对该控制方案的抗干扰性，鲁棒性进行了仿真分析，进一步验证了该控制方案是一种较为理想的智能型控制方案。关键词：电阻炉，仿真，PID控制，模糊控制，模糊自适应PID控制IBasedonFuzzyPIDResistanceFurnaceTemperatureControllerDesignandSimulationABSTRACTResistancefurnacehaspurelagandlargerinertia.Therearemanyfactorswhichaffectcontrol
4、lingprocess,suchasopeningandclosingfurnacedoor,heatedmetalmaterial,surroundingtemperatureandwirepower.Intradition,heatingfurnacecontrollingsystemismostbasedonsomemodel,whichcan’tachieveheatingprocessrequest.Sothispapertryindraughtfuzzycontrollingarithmeticintotradi
5、tionalheatingfurnacecontrollingsystemtoformbrainpowerfuzzycontrolsystem.Itmakesusingoffuzzycontrolruletoself-tuningPIDparametersonline,andimprovingitscontroleffect.Thispaperadoptedthemainresearchcontentsofresistancefurnacemechanismanalysisonthenormaltemperatureobje
6、ctwhenanalyzedtheoreticallyestablishresistancefurnace,themathematicalmodelofthecontrolledobject.Thispaperdesignsthethreecontrolsystem.OneisthePIDcontrolsystem;Oneispurefuzzycontrolsystem,theotheristhefuzzyPIDcontrolsystem.ThepaperstudiestheconventionalPIDcontrolsch
7、eme,thefuzzycontrolscheme,andtoresistancefurnacerespectivelythePIDcontrolsystem,purefuzzycontrolsystemsimulationanalysis.ResultsshowthatthePIDcontrolsystemovershootstoobig,fuzzycontrolsystem,whilecaneffectivelyreduceovershootmeal,butthesteady-stateerrorisbigger.Aim
8、edatthePIDcontrolandfuzzycontrol,designtheadvantagesanddisadvantagesofbasedonfuzzyadaptivePIDresistancefurnacetemperaturecontroller.totheresistan
