pid控制算法在温度控制系统中的应用与设计-电气毕业设计

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1、湖南科技大学毕业设计（论文）任务书信息与电气工程学院电气系（教研室）系（教研室）主任:（签名）年月日学生姓名:学号:专业:1设计（论文）题目及专题：PID控制算法在温度控制系统中的应用与设计2学生设计（论文）时间：自3月9日开始至5月31日止3设计（论文）所用资源和参考资料：[1]徐峰，李东海，薛亚丽.基于ITAE指标的PID参数整定方法比较研究[J].中国电机工程学报，2003，23(8)：207-210.[2]胡晚霞，余玲玲.PID控制器参数快速整定的新方法[J].自动化与仪器仪表，1996(5)：13-16.[3]石晓瑛.基于神经网络PID炉温控制系统设计[J].武汉工业学院学报,2

2、008,(01):43-45.4设计（论文）完成的主要内容：1.PID温控、模糊控制、神经网络及遗传算法在温度控制中的应用进行综述。2.PID算法的研究3.整定参数。4.程序编写，仿真对比5.总结5提交设计（论文）形式（设计说明与图纸或论文等）及要求：1.毕业设计以论文形式2.一律以WORD排版3.论文格式按湖南科技大学本科毕业设计的格式要求4.图纸符合工程制图规范6发题时间：2015年3月9日指导教师：欧亚（签名）学生：（签名摘要电加热炉是工业过程中、实验室里应用非常广泛的加热设备对它的温度进行控制是典型的过程控制。电加热炉具有非线性、时变性、滞后性、不对称性常规PID控制只有在参数整定

3、准确的且系统不发生剧烈变化的情况下才能够达到较高的控制精度。然而这两点对一般的电加热炉温度控制系统来说都难以满足所以本文提出了基于综合策略的智能PID控制算法用于实现对电加热炉的精确控温。首先采用基于开环控制的递推最小二乘法或者基于闭环响应性能指标的估计法对电加热炉温控系统的一阶惯性加滞后模型参数进行估计然后由此粗略模型按照基于时域的PID参数整定规则求得控制器设计参数的初始值。接着运用单神经元控制等先进控制理论在线实时改变PID控制策略以适应过程的需要克服系统时变性带来的影响保证系统在不同温度区域有相同的控制效果经元PID控制通过在线学习调整连接权系数达到修正PID参数的目的。外算法还采

4、用了预测PID控制克服了常规PID只能根据当前误差量进行的缺点通过在控制器上增加一个预报项消除纯时滞对系统的影响。上述基于综合策略的电加热炉温度控制方法既发挥了智能控制的鲁棒性好、动态响应快速、超调量小的特点又具有PID控制器的动态跟踪品质和稳态精度还实现了PID参数自整定和自调整的功能。关键词：PID参数整定单神经元；PID控制温度控制系统；PID控制算法ABSTRACTFurnaceisaheatingequipmentwhichiswidelyusedinindustrialprocessorlaboratory,anditstemperaturecontrolisatypicalp

5、rocesscontrol.Electricfurnacehasadvantageswithanon-linear,time-varying,lag,andasymmetry,conventionalPIDcontrolisabletoachievehighcontrolaccuracyonlyinthetuningaccuracyandsystemdoesnotchangedramatically.However,thetwosidesfortheaverageelectricfurnacetemperaturecontrolsystemsaredifficulttomeet,sothe

6、integratedstrategyisproposedbasedonintelligentPIDcontrolalgorithmusedtoachieveprecisetemperaturecontrolonelectricheater.Firstofall,plusfirst-orderinertiallagmodelofelectricfurnacetemperaturecontrolsystemtoestimatetheparametersisintroducedbyrecursiveleastsquaresmethodbasedonopen-loopcontrolortheest

7、imationperformancebasedontheclosed-loopresponse,TheninaccordancewiththePIDparametersbasedontimedomaintuningrules,theroughmodelofthedesignparametersobtainedbytheinitialvalueofcontroller.Then,onreal-timelineusingth