基于模糊控制的电阻炉温度系统设计与研究

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1、毕业设计(论文)基于模糊控制的电阻炉温度系统设计与研究系别自动化工程系专业自动化班级50601班姓名周其慧指导教师汪晋宽教授、李秋明老师2010年6月17日东北大学秦皇岛分校毕业设计（论文）第IV页基于模糊控制的电阻炉温度系统设计与研究摘要温度控制在工业控制中一直是富有新意的课题，对于不同的控制对象，有着不同的控制方式和模式。温度系统惯性大、滞后现象严重，难以建立精确的数学模型，给控制过程带来很大难题。本文以电阻炉为研究对象，研究一种最佳的控制方案，以达到系统稳定、调节时间短且超调量小的性能指标。本文对电阻炉采用的研究方案是模糊控制，研究了模糊控制的机理，确定了

2、电阻炉模糊控制器的结构，建立了模糊控制规则表。借助matlab中的Simulink和Fuzzy工具箱，对电阻炉PID控制系统和模糊控制系统进行仿真并进行对比分析。结果表明当采用PID算法时，系统的超调量与调节时间，不能同时满足技术要求。当采用模糊控制时，无论在响应的快速性、抑制系统超调量，还是在抗干扰方面都具有比常规PID控制更好的优越性，是一种较为理想的智能性控制方案。在整个设计是以罗克韦尔实验室提供的PLC和配套的软硬件设计电阻炉温度控制系统，以RSlogix5000软件为编程软件，通过控制过程中模糊控制不断改变控制器的参数来达到温度控制的目的。我们发现将模

3、糊控制嵌入PLC，可得到很好的控制效果，并且能缩短模糊控制开发周期，对加快模糊控制技术的广泛应用，提高我国的工业自动化水平有着重大的意义。关键词：PLC，电阻炉，常规PID控制，模糊控制东北大学秦皇岛分校毕业设计（论文）第IV页TheDesignofResistancefurnaceTemperatureFuzzyControlSystemBasedonPLCAuthor:ZhouQihuiTutor:WangJinkuan,LiQiumingAbstractTemperaturecontrolisatopicfullofnewmeaningsinindustr

4、y,todifferentcontrolobject,therearedifferentmethodsandmodes.ButItisdifficulttocontrolwellbecauseofcharacteristicsofthetemperatureitself,suchasitsgreatinertia,serioustime-lagandthedifficultytoestablishanaccuratemathematicalmodeloftheobject.Adutyinthisthesisistostudyakindofappropriatec

5、ontrolmethodtothetemperatureoftheresistancefurnace.Themethodoftheresistancefurnaceinthethesisisfuzzycontrol.Thefuzzycontroltheoryisstudiedandtheresistancefurnacefuzzycontrollerstructureisdetermined,thefuzzycontrolruletableisestablished.Inthisthesis,thePIDcontrolsystemandfuzzycontrols

6、ystemaresimulatedbyusingSimulinkandfuzzylogictoolsinMATLAB.ExperimentalresultsillustratethatthePIDcontrolisusedinthesystem,regulatingtimeandovershootalwayscannotachievethespecification.Whenfuzzycontrolisused,itisbetterinquickness、inhibitingsystemovershootandanti-jammingthanthecommonP

7、IDcontrol.ThemethodoffuzzyPIDcontrolisaidealmethod.ThewholeresistancefurnacetemperaturecontrolsystemdesignisbasedonPLCwhichRockwelllaboratorysuppliesandrelatedsoftwareandhardware.AndusingRSlogix5000achievesourprogramming,whichbycontinuallychangingtheparametersinfuzzycontrolduringthec

8、ontrolproces