电加热炉炉温模糊控制系统的设计

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1、中文摘要摘要温度是工业生产过程中重要的被控参数，所以电加热炉炉温控制很常见。电加热炉由于惯性大、滞后严重、时变性强、扰动因素复杂而难以建立准确的数学模型。采用传统的控制方式比如PID控制方法，精度不高，容易造成系统不稳定，易产生振荡，很难获得良好的控制效果。而利用模糊控制不需要知道被控对象的精确数学模型，就能够实现对电加热炉温度较为快速和精确的控制。本设计的引言部分介绍了模糊控制的发展进程及其发展方向，对本课题的研究提出了一个大概方向。由于本课题的最终目的是设计出电加热炉炉温模糊控制系统，因此需要首先具备模糊数学的基础知识。因此设计的第二部分主要介绍了模糊数学的基础知识，包括模糊集合、隶属函数

2、、模糊推理和模糊矩阵等。设计的第三部分是主要部分。该部分先从基本模糊控制器的设计入手，介绍了如何确定各变量的模糊语言取值及相应的隶属函数设计模糊控制器的控制规则；确定模糊推理和解模糊化方法。然后以此为基础设计出了电加热炉炉温模糊控制器。最后借助MATLAB建立系统控制模型，并用simulink进行仿真分析。最后得出结论，利用模糊控制能够很好地对炉温进行控制，具有较高的理论研究和实际应用价值。关键词:模糊数学，模糊控制，电加热炉炉温，MATLAB，simulink仿真I英文摘要AbstractThetemperatureisaveryimportantcontrolledparameterini

3、ndustrialprocesses,sothecontrolofelectricfurnace’stemperatureisverycommon.Duetotheelectricfurnacehasthesecharacteristics:largeinertia,seriouslag,strongtime-varyingandthedisturbancefactorsareverycomplex,soit’sdifficulttoestablishaccuratemathematicalmodel.TraditionalcontrolmethodssuchasPIDcontrolmetho

4、d,theaccuracyisnothigh,maycausesysteminstability,anditiseasytoproduceoscillation,soitisdifficulttoobtaingoodcontroleffect.Theuseoffuzzycontroldoesnotneedtoknowtheaccuratemathematicalmodelofthecontrolledobject,wecanachievemorerapidandprecisecontroloftheelectricfurnacetemperature.Thepreambleparthasint

5、roducethedevelopmentprocessanditsdirectionofdevelopmentofthefuzzycontrol,onthesubjectofageneraldirection.SincetheultimategoalofthisprojectisdesigntheFuzzyControlSystemofelectricfurnace’stemperature,sohaveabasicknowledgeoffuzzymathematicsisuseful.Thedesignofthesecondpartintroducesthebasicknowledgeoff

6、uzzymathematics,includingfuzzysets,membershipfunction,fuzzyreasoningandfuzzymatrix.Thethirdpartofthedesignisthemajorpart.Thispartstartwiththedesignofbasicfuzzy,introduceshowtodeterminethefuzzylanguagevalueofeachvariableandthecorrespondingmembershipfunctionandthecontrolrulesofthefuzzycontroller’sdesi

7、gn;determinethemethodsoffuzzyinferenceandreconciliation.Thensuccessfullydesignedthefuzzycontrolleroftheelectricfurnace’stemperature.Finally,withthehelpofMATLABtobuildafuzzycontrollermodel,anddoessimul