电加热炉_MATLAB仿真设计

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1、....天津城建大学课程设计任务书2013-2014学年第2学期控制与机械工程学院电气工程及其自动化专业班级12姓名学号课程设计名称：过程控制设计题目：电加热炉炉温的模糊控制完成期限：自2014年6月22日至2014年6月27日共1周设计依据、要求及主要内容：设计任务电加热炉炉温的控制过程如下：测温元件将检测到的温度信号送到变送器的输入回路，经低电平自激调制放大后输出mA级的电流信号，该信号经过电阻后变为0~5V的电压信号，然后通过A/D转换将模拟量信号转换成为数字量信号，经过计算机与设定值比较、运算后，再由

2、D/A转换输出0~5V的模拟量电压信号，该电压直接控制晶闸管调功器的输出功率，从而对电加热炉的温度进行调节，调节范围：20~350℃。电加热炉温度控制系统示意图如图1所示：图1电加热炉系统示意图如图1，本文中将控制信号到炉膛温度这一整个过程看作一个控制系统。电加热炉装置是一个具有自平衡能力的对象，可用一阶惯性和滞后环节来近似描述。被控对象参数K=70，T=100，τ=80。系统的传递函数为：学习资料....试用模糊控制器实现温度控制。二、设计要求1）超调小、调节时间短，系统无静差；2）给出控制策略和选定参数，

3、并详细说明参数整定过程；3）给出MATLAB下的仿真曲线。4）给出硬件实现方案，包括控制器和检测回路芯片的具体型号。三、设计报告课程设计报告要做到层次清晰，论述清楚，图表正确，书写工整；详见“课程设计报告写作要求”。四、参考资料[1]何衍庆．工业生产过程控制（1版）．北京：化学工业出版社，2004[2]邵裕森．过程控制工程．北京：机械工业出版社2000[3]过程控制教材指导教师（签字）：教研室主任（签字）：批准日期：年月日学习资料....摘要电加热炉是典型的工业过程控制对象，在我国应用广泛。电加热炉的温度控制

4、具有升温单向性，大惯性，大滞后，时变性等特点。其升温、保温是依靠电阻丝加热，降温则是依靠环境自然冷却。当其温度一旦超调就无法用控制手段使其降温，因而很难用数学方法建立精确的模型和确定参数，应用传统的控制理论和方法难以达到理想的控制效果。 本文以电加热炉为研究对象，针对电加热炉的特点，设计了双输入单输出结构的模糊控制器，将其应用于电加热炉温度控制系统，满足了温度控制稳定性的要求。关键词：温度控制；MATLAB；模糊控制器学习资料....目录第一章绪论11.1课题的背景11.2模糊控制的现状及原理11.3本文设计

5、思路2第二章模糊控制器的设计42.1模糊控制介绍42.2模糊控制器的设计42.2.1建立模糊控制器结构42.2.2定义输入、输出模糊集并确定个数类别52.2.3定义输入、输出的隶属函数52.2.4编辑模糊控制规则62.2.5规则观测器82.2.6输出曲面观测器8第三章建立simulink仿真模型103.1原系统的simulink仿真模型103.2模糊控制simulink仿真10第四章硬件系统124.1系统总体设计124.2温度传感器的选择124.3A/D转换电路124.4声光报警电路124.5人机界面134.

6、6 功率控制电路 13第五章总结14第六章参考文献15学习资料....第一章绪论1.1课题的背景电阻炉是热处理工艺过程中应用最广、数量最多的电炉，其本身是一个较为复杂的被控对象。电阻炉温度控制器在冶金、化工、机械等各类工业控制过程中都得到了广泛应用。 电阻炉温控制系统是一个闭环反馈控制系统，他将温度传感器检测到的实际炉温经A/D转换后，送入计算机中，与设定值进行比较得出偏差，并将此偏差送入控制器中，经过计算得出对应的控制量控制可控硅驱动器，调节电阻炉的加热功率，从而实现对炉温的控制。 目前在炉温控制系统中最常

7、采用的是PID控制，以PID算法为核心的各种形式DDC控制系统，是目前电加热炉温度控制系统普遍使用的方法。PID调节是最成熟且应用最广泛的一种控制方法。在模拟控制系统中，其过程控制是将被测参数温度由传感器变换成统一的标准信号后输入调节器，在调节器中与给定值进行比较。再把比较器的差值经PID运算后送到执行机构，改变进给量，以达到自动调节的目的。在数字控制系统中则是用数字调节器来代替模拟调节器，按偏差的比例、积分和微分进行控制和调节。PID调节器具有结构简单、调整方便和参数整定与工程指标密切相连等特点，对于大部分

8、对象控制精度也较高，这些优越性使得PID结构调节器是连续系统中应用最广泛的一种调节器，一直经久不衰，并将继续在工程实践中发挥重要的作用。电阻炉可以用以下模型定性的描述它式中K-放大系数 ，T-时间系数 ，τ-纯滞后时间。但在实际热力工程中，由于实际工况的复杂性（加工工件的性质、初温、升温、幅度规格、装炉量以及电气环境等因素），使得上述数学模型偏离实际情况相当严重 。电阻炉由电阻丝加热，温度控制具有非