基于无模型自适应控制的温度控制系统设计.pdf

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1、《电气开关》(2013．No．6)文章编号：1004—289X(2013)06—0040—04基于无模型自适应控制的温度控制系统设计陈铭(湖北文理学院物理与电子工程学院，湖北襄阳441053)摘要：分析了温度控制系统的动态过程特点和无模型自适应控制思想的本质，采用无模型自适应控制的思想，构造了相应的控制器。在模拟温度控制系统的过程中，分析了该系统的非线性、滞后性、时变性等特点，在温度加热和冷却控制过程中，借用PWM控制的思想，有效克服了采样间隔时间过长而导致加热时间或者冷却时间过长而引起温度波动较大的问题。仿真结果表明，基于无模型自适应控制的温度控制系统不仅

2、具有较短的上升时间，而且抗干扰能力也较强，温度的稳定效果较好。关键词：无模型自适应控制；温度控制；经典PID控制器中图分类号：TP273．2文献标识码：BDesignofTemperatureControlSystemBasedonMFACCHENMg(SchoolofPhysicsandElectronicEngineering，HubeiUniversityofArtsandScience，Xiangyang，441053，China)Abstract：Thedynamicprocessoftemperaturecontrolsystemandnatur

3、eofMFAC(modelfreeadaptivecontroller)wereanalyzed．Thefeatureofnonlinear，hysteresisandtime—varyingwereanalyzed．PWMcontrolthoughtwasadoptedattheprocessofheatingandcooling．Thismethoddecreasedthetemperaturerippleintroducedbylongheatingandcoolingperiod。TheresultsshowthattheMFACcanshorten

4、therisingtimeofthetemperaturecontrolsystem，improvetheim—muneofdisturbanceandreducethetemperatureripple．Keywords：modelfreeadaptivecontrol；temperaturecontrol；traditionalPIDcontroller等特点，将人工智能的设计方法引入到温度控制系统1引言的PID控制器的设计过程中，但由于其PID参数一经温度变量是过程控制系统中的重要变量之一，该整定后，在控制过程中不再跟随系统参数的变化而变变量对产品的质

5、量起着至关重要的作用。经典PID控化，而当被控系统参数发生变化时，很难获得理想的控制器由于其算法简单、鲁棒性好及可靠性高等优点，在制效果。而无模型自适应控制结合经典PID控制的策可以建立精确数学模型的过程控制和运动控制领域略和现代人工智能中径向基函数神经网络的计算方中¨，不仅得到了广泛的应用，而且获得了良好的控法，既不建立也不辨识系统的数学模型，也没有任制效果，该文明确指出经典PID控制器是一种标准何规则可供参考，充分利用系统的输入输出信息，计算的无模型控制器，但由于缺乏自学习能力，不具备对结新的控制变量控制系统，因此无模型自适应控制构变化的适应性，故当被控

6、对象或者控制系统的参数(MFAC)被称为是基于信息的控制，实际上是一种自在使用过程中，不断变化时，基于传统控制理论设计方适应的控制策略。法设计的经典PID控制器很难获得满意的动态性能。本文首先分析了温度控制系统和无模型自适应控这种情况不仅影响了控制效果，而且影响了产品质量制的特点，设计了相应的温度控制器，该控制策略不仅和产量，最重要的是有可能影响生产安全性。对其它的过程控制有着借鉴意义，同时也对其它的非为了克服温度控制系统的非线性、滞后性、时变性线性系统的控制有着重要意义。《电气开关》(2013．No．6)4l2温度控制系统的特点分析3无模型自适应控制系统温

7、度控制系统大体分为两类系统，一类系统从外单回路无模型自适应闭环控制系统的方框图如图部吸收热量；另一类系统内部产生热量，向外部释放热1所示，该控制系统包括一个执行器，一个无模型自适量。从外部吸收能量的温控系统又分为恒温控制应控制器即MFA控制器和一个反馈检测装置。图中和匀速升温控制两类J。本文讨论的是第一种从外Y(t)是该系统的输出信号，b(t)是系统的指令信号，e部吸收能量的恒温控制系统。(t)是该系统地反馈信号，n(t)是误差信号，是系统的该温度控制系统是一个特殊的加热设备，电热丝干扰信号。在温控箱内部，电热丝温度很高，流通的空气把热量从电热丝上带走，加热

8、被加热物质。从输入加热控制信号到温控箱内空气温度升高