基于模糊PID的電阻爐溫度控制系統(tǒng)研究.pdf

1、電阻爐溫度控制系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)過程控制中是一種常見的而且重要的控制系統(tǒng)。近年來隨著工業(yè)的發(fā)展，對電阻爐的溫度控制又提出了更高的要求，但是由于電阻爐的溫度控制具有非線性、大慣性、大滯后等特點，因此給控制過程帶來很大困難。本文以SX-4-10型箱式電阻爐為控制對象，研究一種合適的控制方案對其控制，達到調(diào)節(jié)時間短、超調(diào)量小于0.5％且穩(wěn)態(tài)誤差在±1℃內(nèi)的性能指標(biāo)，從而提高其控制效果。
　　 首先，采用機理分析法對電阻爐正常工作時的溫度對

2、象進行分析，從理論上建立電阻爐被控對象的數(shù)學(xué)模型。研究了常規(guī)PID控制方案、模糊控制方案，并利用Matlab的Simulink開發(fā)環(huán)境和模糊邏輯工具箱分別對電阻爐PID控制系統(tǒng)、純模糊控制系統(tǒng)進行仿真分析。結(jié)果表明PID控制系統(tǒng)超調(diào)量太大，模糊控制系統(tǒng)雖然能有效減少超調(diào)量，但穩(wěn)態(tài)誤差較大。
　　 其次，針對PID控制利模糊控制的優(yōu)缺點，設(shè)計了基于模糊自適應(yīng)PID的電阻爐溫度控制器。利用Matlab的Simulink開發(fā)環(huán)境和模糊

3、邏輯工具箱對電阻爐的模糊自適應(yīng)PID控制系統(tǒng)進行仿真分析，結(jié)果表明模糊自適應(yīng)PID控制可實現(xiàn)調(diào)節(jié)時間短、超調(diào)量小于0.5％、穩(wěn)態(tài)誤差在±1℃內(nèi)的性能指標(biāo)，并對該控制方案的抗干擾性，魯棒性進行了仿真分析，進一步驗證了該控制方案是一種較為理想的智能型控制方案。
　　 最后，以單片機STC89C52為核心控制器，設(shè)計了系統(tǒng)的硬件電路，實現(xiàn)了溫度的采集與控制、超限報警等各種功能。在進行硬件電路設(shè)計的同時，也進行了相應(yīng)的軟件設(shè)計，系統(tǒng)的軟