基于模糊PID控制的电锅炉控制系统的设计

《基于模糊PID控制的电锅炉控制系统的设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）第I页基于模糊PID控制的电锅炉控制系统的设计摘要温度系统惯性大、滞后现象严重，难以建立精确的数学模型。因此，温度控制在工业控制中一直是富有新意的课题。本设计以电锅炉为研究对象，研究一种最佳的控制方案，以达到系统稳定、调节时间短且超调量小的性能指标。PID控制其算法简单、鲁棒性好，可靠性高，被广泛应用于工业过程控制。但常规PID控制器参数往往整定不良、性能欠佳，对运行工况的适应性差。本设计首先研究的方案是模糊控制，研究了模糊控制的基本理论，确定了电锅炉模糊控制器的结构。通过对电锅炉温升特点的分

2、析，建立了模糊控制规则表。借助matlab中的Simulink和Fuzzy工具箱，对电锅炉PID控制系统和模糊控制系统进行仿真。结果表明当采用PID算法时，系统的超调量与调节时间，不能满足技术要求。当采用模糊控制时，超调量与调节时间虽然同时满足技术要求，但系统出现了稳定误差。因此本设计将模糊控制的智能性与PID控制的通用性、可靠性相互结合，设计了一种参数自整定模糊PID控制器，采用模糊推理的方法实现PID参数的在线整定。经仿真研究，参数自整定模糊PID控制效果达到了电锅炉温度控制系统的性能指标，是一种较为理想的智能性控制方案。

3、关键词：温度控制；模糊PID控制；参数调整辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）第37页TheApplicationofFuzzyPIDinTemperatureControlforElectricBoilerAbstractThetemperaturesystemhasthebiginertialandtheseriousdelayphenomenon.Itisdifficulttoestablishprecisemathematicalmodel.Therefore,thetemperaturecontrolintheindu

4、strialcontrolhasalwaysbeentheinnovativesubject.TheElectricBoilerisasthestudysubjectinthispaper.Theoptimalcontrolschemewhichcanachievesystemstability,shortregulationtimeandsmallovershootperformancewasproposed.PIDcontrolhasthesimplealgorithm,goodrobustnessandhighrelia

5、bility,whichiswidelyappliedtoindustrialprocessescontrol.ButgeneralPIDcontrollerparameterstuningisoftenpoor,thepoorperformanceandthepooradaptabilityontheoperatingconditions.Firstlyfuzzycontrolwasstudiedinthedesign.Thefuzzycontroltheorywasstudiedandthefuzzycontrollers

6、tructureoftheelectricboilerwasdetermined.Thefuzzycontrolruletableswereestablishedthroughanalyzingthetemperaturecharacteristicoftheelectricboiler.Inthisdesign,thePIDcontrolsystemandthefuzzycontrolsystemweresimulatedbyusingsimulinkandfuzzylogictoolsinMATLAB.Experiment

7、alresultsillustratethattheregulatingtimeandtheovershootalwayscannotachievethetechnicalrequirementswhenPIDcontrolisusedinthesystem.Theregulatingtimeandtheovershootalwayscanachievethetechnicalrequirements,butthesystemcausesteady-stateerrorwhenfuzzycontrolisused.Soitco

8、mestoaparameterself-tuningfuzzyPIDcontrollerbycombiningtheintelligenceoffuzzycontrolandtheversatilityandthereliabilityofPIDcontroltogether