【硕士论文】声管中低频测试系统温度控制的研究与实现.pdf

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1、东南大学硕士学位论文声管中低频测试系统温度控制的研究与实现姓名：贾军辉申请学位级别：硕士专业：测试计量技术及仪器指导教师：刘璟20030301摘要本课题针列“水声无源材料管中低频钡4试系统声管及辅助设备”设计中的温度控制部分给出了解决方案。温度控制主要完成两个方面的工作：一是实现系统水温的自动控制，二是在水温达到设定温度后维持一定时间，保证水温变化在±1℃／小时以内。本课题完成的一个方面的工作是实现水温的自动控制。由于温度控制具有非线性、强耦台、时变、时滞等特性，采用常规的PID控制器，一般很难实现快速有效地精确控制。鉴于不能获取系统精确的

2、数学模型，本文提出自适应模糊控制的解决方案，从而避免了常规PID控制对数学模型精确性的要求，同时也避免了普通模糊控制中模糊控制规则不能跟随系统变化而变化的弊端。根据有经验的操作人员的控制动作得出模糊控制规则表，并据此得出模糊控制规则的解析式，使控制更加容易用计算机实现。文中对提出的自适应模糊控制方案进行了仿真，取得令人满意的效果。另外～个方面的工作是保证在水温到达设定温度后维持一定的时间，以满足水温变化在±l'C／小时以内的技术要求。在达到设定温度后，声管内的水温不断变化的原因是水与周围环境存在着热交换。文中提出同时采用两种方法来减小声管中

3、的水与周围环境的热交换。声管内的水与周围环境的热交换是通过声管壁进行的，本文采取的第一个方法是在声管壁的外部包裹一层保温材料。热交换存在的原囡是周围环境与声管之间的温差，因此采取的第二个方法就是减小声管及声管内的水与周围环境的温度差。这是通过在保温材料的外层缠绕铜管，并且在铜管内通温度为设定温度的水来实现的。同时文中从传热学的角度出发，对系统进行分析讨论，建立了导热微分方程式，同时对导热微分方程式进行离散化计算，对提出的方案进行理论验证。关键词：传热学、自适应模糊控制、温度控制、模糊控制规则AbstractThepaperputforwar

4、damethodofcontrollingthewatertemperatureofmid-lowfrequencytestingsystemautomatically．Mainstudyaspectsareshowedasthefollowing：Duetothesearcityofprecisemathematicmodel，traditioualPIDcontrolisnotapplicableAdaptiYefuzzylogiccontrolisappliedtosolvetheproblemAndadaptivefuzzylogi

5、econtrolCallalsoavoidtheshortcomingsofnormalfuzzylogiccontrol，takingthecontrolrulesforexalnpleAdaptivefhz叫logiccontrolcanchangeitscontr01rulesaccordingtothecontr01aimsbmthecentrelrulesofnormalfuzzylogiecontrolarejnvariableTbresultofsimulationshowsthatwhenusingadaptivefuzzy

6、logiccoutroltherisingtimebecomesshorterandtheoffsetbecomessmallerInaword，theCOUtrOJeffectsaremoresatisfactory．Whenthewaterreachesthedesiredtemperature．thetemperaturewillchangeastimegoesbyduetotheheatexchmlgebetweenthewaterandtheenvironment．Twowaysareappliedinthesystemtored

7、ucetheheatexchangeOnewayistosurroundthecontainerwithalayerofheatpreservationmaterialTheotherwayistokeepthetemperatureofenvironmentclosetothewaterTheacademicanalysisshowsthatthetwomethodsmentionedaboveareeffectiveKeywordsHeatTransfer、AdaptiveFuzzyLogicControl、TemperatnreCon

8、trol、FuzzyLogicControlRule、Y56132s东南大学学位论文独创性声明及使用授权的说明一、学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进