基于模糊pid的箱式电加热炉控制系统

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1、大连理工大学硕士学位论文摘要近年来随着工业的发展，电加热炉在工业控制中的应用越来越广泛。温度是电加热炉控制系统的一个主要参数，对温度的控制要求也越来越高。传统控制算法一般要建立在一定的数学模型之上，模型的精确度对控制效果有直接的影响。然而电加热炉是一种具有非线性、纯滞后、大惯性、时变性和升温单向性的控制对象，很难用数学方法建立精确模型。模糊控制不依赖于模型，但由于它的理论并不完善，算法复杂，控制过程会存在稳态误差。传统PID控制理论成熟，容易实现，虽然大多数情况下可以满足性能要求，但其性能取决于参数的整定情况，且它的快速性和超调量之间的矛盾关系，使它不能同时满足快速升温和超调量小的要求。鉴

2、于此，本文将模糊算法和常规PID算法结合起来，在手动经验的基础上建立模糊规则，在线自整定PID的参数，提高控制效果。本文提出了基于模糊PID的箱式电加热炉控制系统的设计方法。首先介绍了模糊PID控制器的设计方法，并用Matlab仿真比较了常规PID控制算法和模糊PID控制算法的性能，分析了模糊PID在电加热炉温度控制中的可行性。最后在二次开发设计的基于组态软件KingView开发的系统中，对模糊PID算法和常规PID算法进行了实时调试，并对实验结果进行了分析。实验证明模糊PID算法在电加热炉温度控制中有着明显的优势。关键词：温度控制；箱式电加热炉；模糊PID；组态软件基于髓嘲PID的箱式电

3、加热炉控制系统TheElectricBox-typeHeatingFurnaceControlSystemBasedoilFuzzyPIDAbstractW；ththedevelopmentofindustry．elentricheatingfurnaceismoreandmorewidelyusedTemperatureIsartimportantparameterofelectricheatingthfllace．andthedemandoftemperatureeontTo】isincreasingThetraditiormlcontrolmethodusuallybaseonapr

4、ecisemathematlcajmodel，nevertheless．fortheelectrlcheatlng血maceeontroJsystemwl曲thecharacteristicofROll-linear,puretime-delay，largeinertia．time-variationandunidirectionalrising．itisdifncult协establishaprecisemathematicalmodeI．Itwillappearsteady-stateerrorduetothecomplexalgorithmandimperfecttheoryoffu

5、zzycontrolTraditionalPIDcontroICallmostlymeetthecontro】demandforitsmaturityandeasycomply，butitsefficiencyreliesonitsparameter-tuningAndbecauseoftheconflictbetweenquicknessandthesmalltemperatureoversettingpoint,itprobablycan’tmeetthecontroldemandInthispaper,fuzzyeontrolandtraditionaIPIDcontrolareco

6、mbined．and如zzvcontrolrulesarcestablishedbasingOnmanualexperience．ThenewmethodcantunethePIDparametersONline．anditcanimprovethecontrole币ciency．Thispaperproposesamethodofelectricheatingfurnacecontrolsystembasing0nfuzzyPIDcontrolFirstly．1tpresentsthedesignoffuzzvPIDcontrollerAndthenthecomparisonofthee

7、fficiencybetweenfuzzyPIDandtraditiona】PiDlsmadeaCCOrdingtotheresultofsimulationAnalysisaboutfeasibilityofusingfuzzyPIDcontrolinelectricheatingfiartlacecontroIsystemisalsomadeAtlasLtmditionaIPIDcontroImethodandfuz