电阻炉温度控制系统设计与实现毕业论文

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1、电阻炉温度控制系统设计与实现摘要温度是工业生产中常见的和最基本的参数之一，一般物理变化和化学变化的过程都与温度密切相关，因此生产过程中常需对温度进行检测和监控。实验室的回转式电阻炉是一个具有较大纯滞后和时间常数的温度对象的特点，本设计根据这个特点选择了PID调节规律。根据设计要求的控制精度选择了单回路控制系统。本设计选用了两套设计方案，第一套方案是基于DDZ—Ⅲ型仪表设计的控制系统，在第一套方案中先组成开环系统测量温度对象特性，并根据对象特性计算出PID控制器的控制参数。在做成闭环控制系统之后，还需要手动调节PID

2、参数，使PID参数达到最优。第二套是基于数字仪表PID调节器设计的控制系统。所以第二套方案实施更为简单方便，控制精度更高，所组成的系统也更加可靠。由于两套设计方案的控制系统及控制规律一致，故在本设计中主要介绍了第一套方案。关键词：电阻炉；PID；单回路控制系统DesignandRealizeTemperatureControlSystemofResistanceFurnaceAbstractTemperatureisoneofcommonandthemostbasicparametersintheindustria

3、lproduction.Generalphysicalandchemicalchangeshaveacloserelationshipwithtemperature,asaresult,generallyspeaking,itisnecessarytodetectandmonitortemperatureduringproduction.Typeresistancefurnaceoflaboratoryissuchatemperatureobjectthathasabiggerpurelaggingandatemp

4、eratureconstant,thedesignchoosesaPIDadjustmentprinciple.Accordingtothecontrolpreciseofdesignrequirements,thedesignchoosesasinglecircuitcontrollingsystem.Thedesignchoosestwodesignplans:ofwhichthefirstoneisaDDZ-IIIinstrument-basedcontrolsystem,inwhichanopenloops

5、ystemismadeupoftosurveythefeaturesofthetemperatureobject,withwhichcalculatethecontrolparametersofthePIDcontroller,andafteracloseloopcontrolsystemismadecompletely,itisnecessarytoadjusttheparametersofthePIDcontrollermanuallytogetthebestparametersforPID;thesecond

6、oneisashimadenPIDadjuster-basedcontrolsystem.Thus,thesecondplanissimplerandmoreconvenientwhenimplementingandismoreprecisewhencontrolling.Thesystemthatismadeupofthesecondplanismorereliable.Asthecontrolsystemsandcontrollingprinciplesofthetwodesignplansareconsist

7、ent,thedesignfocusesonintroducingthefirstplan.Keywords:resistancefurnace;PIDadjustmentprinciple;singlecircuitcontrollingsystem.第一章电阻炉温度对象特性测试本设计求取电阻炉温度特性的数学模型采用的是实验辨识方法（响应曲线法），当先使电阻炉达到一个稳态（温度为150℃时），在达到稳态后给电阻炉一个阶跃信号（大小为30V），用记录仪记录下电阻炉温度在阶跃信号作用下被控对象随时间变化的特性曲线，测

8、量电阻炉温度对象特性曲线的框图如图1.1所示：图1.1电阻炉温度特性测量原理框图根据实验侧得得对象特性曲线如图1.2所示：图1.2对象特性曲线根据图3.2所示，阶跃输入幅值为30，则增益K可按下式求取：(1.1)时间常数T及延迟时间τ可用作图法确定:在图3.2的对象特性曲线的拐点P做切线，切线与时间轴交于A点，而与特性曲线稳态值的渐近线交于B点，则OA对应延