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台车式电阻炉温度控制系统的研究

张亚琴

   在电阻炉温度控制系统中,广泛采用具有算法及结构简单,动态过程快速等优点的常规PID控制方式。但是随着生产规模的不断扩大以及对产品质量要求的不断提高,仍需要进一步提高PID控制器的性能。而常规的PID控制方式一方面不能兼顾系统对设定值跟踪和干扰抑制两方面的综合要求;另一方面,其参数的整定依赖于被控过程的精确数学模型,建立的数学模型越精确,整定的PID参数越恰当,控制效果也就越好。由于炉温控制是一个复杂的、存在众多干扰因素的控制过程,惯性大、滞后时间长,有很强的非线性和时变性,是难以用精确的数学模型描述的。针对炉温控制过程的这种实际特点,本文介绍了二自由度PID控制方法,以及将模糊技术与其有机结合的方法和途径。 本文针对常规PID控制不能实现控制系统的设定值跟踪特性与干扰抑制特性俱佳的缺点,在电阻炉温度控制中运用了二自由度PID控制,同时,为了实现对不确定复杂工况的高指标控制要求,把模糊技术与二自由度PID控制相结合。运用模糊数学的基本理论和方法,把控制规则的条件、操作用模糊集表示,并把这些模糊控制规则以及有关信息作为知识存入计算机知识库中,然后,计算机根据控制系统的实际响应情况,运用模糊推理来实现PID控制器参数的最佳调整,所设计的参数自调整模糊二自由度PID控制器,实现了在不同状态下,利用模糊推理对PID参数进行在线自整定。 同时,将该控制器运用于炉温控制过程中,进行了仿真实验。仿真结果表明,该控制器对模型、环境具有适应能力和鲁棒性,实现了设定值跟踪特性和干扰抑制特性俱佳,可应用于炉温控制过程。最后,开发出一套基于参数自调整模糊二自由度PID控制的电阻炉炉温实时控制系统。……   
[关键词]:电阻炉;温度控制;PID控制;模糊控制;二自由度
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:沈阳工业大学2007年