基于模糊PID電子束單晶熔爐控制系統(tǒng)的設(shè)計與應用.pdf

1、本論文是以西北有色金屬研究院難熔金屬研究所的20KW電子束單晶熔爐改造項目為研究對象。介紹了難熔金屬材料的應用及其戰(zhàn)略意義，從而引出了電子束單晶熔爐的控制方案，在此基礎(chǔ)上分析了電子束單晶熔爐控制存在的主要困難是高壓電源的控制，在原來高壓電源系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進行了改進，并且提出了新的控制方案，采用模糊PID控制高壓電源，從而達到工程的實際要求。 論文所做的主要工作和成果包括以下幾個方面：1.從難熔金屬的需求和戰(zhàn)略意義角度來提出電子束單

2、晶熔爐的要求，介紹了電子束單晶熔爐的工作原理，其中包括爐子內(nèi)部的反應、電子槍的分類、電子束電源系統(tǒng)、基本工藝參數(shù)等。 2.介紹了模糊PID控制的原理。首先介紹了常規(guī)PID控制原理、數(shù)字式PID控制算法并且分析了比例系數(shù)、積分環(huán)節(jié)系數(shù)和微分環(huán)節(jié)系數(shù)對系統(tǒng)的影響；常規(guī)PID參數(shù)的整定方法等。然后著重介紹了模糊PID算法，包括模糊控制器的工作原理和模糊控制器的特點。最后介紹了模糊PID控制器，包括模糊PID控制器結(jié)構(gòu)與基本形式和模糊P

3、ID控制器設(shè)計的基本步驟。 3.設(shè)計了系統(tǒng)下位機硬件和軟件。首先簡單介紹了PLC控制技術(shù)的先進性；然后設(shè)計了控制系統(tǒng)的硬件，包括控制系統(tǒng)的各級子系統(tǒng)、各系統(tǒng)模塊的主要功能、PLC硬件的構(gòu)成及其完成的功能等；接著根據(jù)工程的需要設(shè)計了下位機程序控制軟件，包括各個控制部分的子程序和流程圖。 4.設(shè)計了系統(tǒng)上位機硬件和軟件。包括上位機的硬件設(shè)計和軟件設(shè)計，軟件部分包括：監(jiān)控軟件的選擇、上位機監(jiān)控軟件的設(shè)計、用VB擴展組態(tài)王功能等

4、。 5.模糊PID在控制系統(tǒng)中的應用及MATLAB仿真。首先是數(shù)學模型的建立，推導出各個部分的傳遞函數(shù)。然后是模糊PID控制器的設(shè)計，包括輸入和輸出參量的選擇、PID參數(shù)模糊調(diào)整規(guī)則、模糊控制器維數(shù)的確定、模糊語言變量的選擇、論域等級的確定、隸屬函數(shù)的確定、模糊規(guī)則的建立、模糊推理方法的選擇、解模糊化方法的選擇、比例因子和量化因子的確定、模糊決策表的生成和模糊PID算法的實現(xiàn)等；最后是MATLAB仿真，仿真包括兩個部分，常規(guī)PI