电阻炉智能模糊控制系统的研制

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1、浙江理]j人学硕七论文摘要随着控制理论和电子技术的发展，工业控制器的强适应能力和高智能化正逐步成为现实。其中以单片机为核心实现的数字控制器因其体积小、成本低、功能强、简便易行等特点而得到广泛应用。电阻炉是工业生产中常用的电加热设备，广泛应用于冶金、机械、建材等行业。电阻炉是一个具有时滞的、非线性特点的的被控对象，且升温具有单向性，很难建立精确的数学模型。采用常规的PID调节器，由于其参数固定，不能及时跟踪对象特性的变化，控制效果往往不佳。本课题的研究目的在于通过对实验室电阻炉特性的研究，以单片机为硬件平台，结合模糊控制的思

2、想，根据电阻炉特性的变化，设计一种基于自学习的PID参数能够自动整定、控制精度高的模糊自整定PID温度控制器，以满足工业生产中对高性能温度控制器的需求。本文详细地阐述了智能温度控制器的硬件组成、软件设计及相关接口电路。在研制过程中充分考虑了系统的可靠性，并采取了一系列的措施予以保证。针对控制对象的模型结构的不确定性和大时滞的特点，通过对常规PID控制算法存在不足的分析，研制了基于智能控制理论的自学习模糊自整定PID控制算法，实现了PID参数的在线自整定。与常规PID控制算法相比，该算法具有调节时间短、超调量小、抗干扰性能好

3、等优点。智能温度控制器已成功运用于实验室的电阻炉温度控制系统，仿真与应用结果表明：该智能模糊控制系统控制方案合理，控制算法可行，在很大程度上改善了电阻炉控制系统的动、静态性能，达到了预期目的。关键词：电阻炉温度控制单片机自学习模糊自整定PID浙江理T大学硕寸：论文ABSTRACTWiththeimprovementofcontroltheoryandelectrictechnology，theintelligentcontrollerforindustryhasbeenaccomplishing．Thedigitalcon

4、trollerbasedonsingle-chipcomputerhasbeenappliedwidely，asitscabinetcubage，low—cost，abundantfunction，simpleandconvenient．Theresistancestoveisafrequently-usedelectricheatingequipmentintheindustrialproduction，widelyappliedinmanyprofessionssuchasmetallurgy，machinery，bu

5、ildingmaterials．Sincethecharacteristicsoftime-delay，nonlinear，uncertainmodelstructureandheating-upunidirectivity，theconventionalPIDcontrollercannotgetsatisfactorycontrollingaccuracyaswhichCan’tadjusttheparametersaccordingtothevariationofsystemcharacteristics．Thist

6、hesisaimsatdevelopingahighperformancePIDtemperaturecontroller，whichbasedontheself-learningmodule，combinestheconventionalPIDcontrolalgorithmandfuzzytheory，CallturnPIDparametersautomatically，tomeettherequirementsofthiskindofdevicesinindustrialcontrolfields．Andtheres

7、earchtakesthesingle-chipcomputerashardwareplatform．ThehardwareandsoftwareoftheIntelligentTemperatureControlMeterandthedesignofrelevantinterfacecircuitaredescribedinthispaper．Thereliabilityofthesystemisspeciallyconsidered，andaseriesofmeasuresarerealized．Accordingto

8、theuncertaintyanddifficultytocontrolofthesystem，Methodsofsystemcontrolareanalyzed．ThecontrolmethodofFuzzySelf-tuningPIDcombiningintelligentcontrolarithm