基于模糊pid控制电阻炉的温度系统设计与仿真

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1、基于模糊PID控制电阻炉的温度系统设计与仿真本科毕业论文（设计）(2014届)院系电子信息工程学院专业电子信息工程姓名王静指导教师吴剑威副教授2014年4月摘要很多工业生产过程都需要用到电阻炉温度控制设备，电阻炉的温度控制系统存在很多问题，比如超调量比较大，超调时间比较长等问题。本文以电阻炉温度控制作为研究对象，通过对模糊控制和模糊PID控制方法的分析与研究，使用MTALAB中的Simulink和Fuzzy工具箱，进行仿真研究。通过将模糊PID控制方法应用在电阻炉温度控制系统中，可以克服温度控制系统中存在的超调量比较大，超

2、调时间比较长等问题，并且提高系统的稳定性。关键词：温度控制系统；电阻炉炉；模糊控制；MATLAB；PID控制IAbstractNow,alotofindustrialproductionprocessrequirestheuseofboilerequipment,temperaturecontrolsystemofboilerhasmanyproblems,suchasthelagphenomenonisserious,itisdifficulttoestablishaccuratemathematicalmodel.Ip

3、erformedsimulationstudies,takingtheelectricheatingboilerastheresearchobject,throughtheanalysisandResearchonfuzzycontrolmethod,usingMATLABintheSimulinkandtheFuzzytoolboxsimulationanalysis.Throughthefuzzycontrolmethodisappliedintheboilertemperaturecontrolsystem,weca

4、novercometheseriouslagphenomenontheinthetemperaturecontrolsystem,andcanimprovethestabilityofthesystem.Thefollowingisthechapterdivision:Thefirstchapterintroducestheresearchbackgroundandsignificance,thedevelopmentstatusofthedomesticandforeignboilertemperaturecontrol

5、system,thesignificanceofthistopicandthemainworkofthispaperThesecondchapterintroducesthedevelopmenthistory,thefuzzycontroltheoryandthebasicideaandcharacteristics,thefuzzycontrollerandfuzzycontrolalgorithm.Thethirdchapterintroducestheanalysisofcontrolledobjectandits

6、controlmethod.Thefourthchapterintroducesthesimulationdesignoftemperaturecontrolsystemforelectricboilercharacteristics,thefuzzycontrollerandthetemperaturecontrolsystem.Thefifthchapterisabriefsummaryofthewholethesis.Keywords:temperature-controlsystem;electricboiler;

7、fuzzycontrol;MATLABIIIII基于模糊PID的电阻炉温度自动控制系统1绪论1.1课题的提出和意义温度是人类在生产过程和科学实验中非常普遍而又非常重要的参数。在工业许多生产过程中，为了提高生产效率，必须对实际生产过程中的主要参数，比如电压、温度、压力、水流、速度等进行有效的控制，其中温度控制在生产过程中起着至关重要的作用。准确地测量温度并且有效地控制温度是优质、高产、低耗和安全工业生产中的重要条件。而且在我们的日常生活中也经常使用温度控制的一些家用电器，如微波炉、电阻炉、电热水器、空调等，温度在我们都生活中

8、无处不在。由此可见温度控制电路在社会生活中被广泛应用，所以对温度进行控制研究是非常有必要和有意义的。由于温度自身的一些特点，如惯性大、滞后现象严重、难以建立精确的数学模型等使控制系统性能不佳。在关于温度控制的绝大部分文献资料中，控制结果都是有超调的而且很多时候超调量较大，本论文是基于这一特点，研究一种控