电阻炉温度控制系统设计及仿真研究设计_毕业设计论文

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1、本科生毕业设计说明书（毕业论文）题目：电阻炉温度控制系统设计及仿真研究学生姓名：学号：专业：班级：指导教师：电阻炉温度控制系统设计及仿真研究摘要本论文主要针对电阻炉这一类复杂的被控对象，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。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分析。结果表明当采用PID控制时，虽然结构简单、容易实现，但无法保证控制精度；当采用纯模糊控制时，超调量与调节时间虽然同时达到预期效果，但系统出现了稳定误差，所以本文将模糊控制的智能性与PID控制的通用性、可靠性相互结合，提出了

2、模糊控制与PID控制相结合的方案。经仿真研究，模糊控制与PID控制相结合的控制效果达到了电阻炉温度控制系统的性能指标，是一种较为理想的智能性控制方案。关键词：电阻炉；PID控制；模糊控制；MATLAB仿真TheTemperatureControlSystemDesignandSimulationResearchofResistanceFurnaceAbstractAimsatakindofcomplexcontrolledplantastheresistancefurnace,thepresentpapermainlystudiesonekindofbestcontrolplan

3、toachievestheperformanceindicatorsofstablesystem,shortcontroltimeandsmallperformance.WithSimulinkandFuzzytoolboxinMATLABSimulink，thedesigncarriesonthesimulationanalysistotheresistancefurnacePIDcontrolsystemandthefuzzycontrolsystem.TheresultindicatedthatwhenusesthePIDcontrol,althoughthesystemh

4、assimplestructureandeasytorealize,itisunabletoguaranteethecontrolprecision;Whenitusesthepurefuzzycontrol,althoughcontroltimeandoveradjustmentachievestheexpectationeffect,butthesystempresentedthestableerror,thereforethisarticleproposedthefuzzycontrolandthePIDcontrolunifyplan.Afterthesimulation

5、research,thecontroleffectwhichthefuzzycontrolandthePIDcontrolunifiedhasachievedtheresistancefurnacetemperaturecontrolsystem'sperformanceindex.Itisonekindofmoreidealintelligencecontrolplan.Keywords:Resistancefurnace;PIDcontrol;Fuzzycontrol;MATLABsimulation第一章电阻炉的介绍电阻炉是利用电流通过电热体元件将电能转化为热能来加热或熔化

6、工件和物料的热加工设备。与其他电炉相比，电阻炉具有热效率高、温度易控制、操作条件好、炉体寿命长，适用于对加热制度要求较严的工件加热，并且发热部分简单，对炉料种类的限制少，炉温控制精度高，容易实现在真空或控制气氛中加热。电阻炉由炉体、电气控制系统和辅助系统组成。炉体由炉壳、加热器、炉衬(包括隔热屏)等部件组成。电气控制系统包括电子电路、微机控制、仪表显示及电气部件等。辅助系统通常指传动系统、气体管道系统、真空系统、冷却系统等，随炉种的不同而异【9】。电阻炉的主要参数有额定电压、额定功率、额定温度、工作空间尺寸、生产率、空炉损耗功率、空炉升温时间、炉温控制精度及炉温均匀性等。电阻炉广

7、泛应用于机械零件的淬火、回火、退火、渗碳、氮化等热处理，也用于各种材料的加热、干燥、烧结、钎焊、熔化等，是发展最早、品种规格最多、需要量最大的一类电炉。1.电阻炉的特点（1）热效率高。电阻炉不需要燃烧气体(或固体、液体)，没有排出因燃烧而产生的废气造成的热损失，炉膛空间内热强度高，能达到较高的温度，使高熔点工件得以熔化。（2）能满足工件在各种工艺氛围(保护、运载、反应)中的要求，并使之成为可控。能用质量流量计对所控气氛进行监测。由保护气氛来保证炉内气氛的清洁。比如保护氛田为真空，