箱式電阻爐控制系統(tǒng)的建模與實現(xiàn).pdf

1、在現(xiàn)代工業(yè)和實際教學(xué)科研中，電阻爐都是重要的加熱設(shè)備。電阻爐溫度控制是一個復(fù)雜的控制過程，它具有非線性，升溫的單向性、大慣性、滯后性和耦合性等特點。因此，對電阻爐系統(tǒng)進(jìn)行建模和控制，具有重大的實際意義。本文目的在于對箱式電阻爐控制系統(tǒng)提供從建模到控制到優(yōu)化的整體解決方案。
　　本文首先根據(jù)系統(tǒng)的輸入輸出特性，擺脫電阻爐的傳統(tǒng)一階慣性模型，采用MATLAB/Simulink、曲線擬合工具箱等高性能計算工具，提出建立電阻爐系統(tǒng)的二階模

2、型。并與傳統(tǒng)一階模型進(jìn)行比較，從而證明二階系統(tǒng)的優(yōu)越性。其次，本文利用新建立的系統(tǒng)模型，得到系統(tǒng)的Simulink仿真系統(tǒng)，并利用最優(yōu)控制的概念，采用ITAE積分型誤差指標(biāo)，通過MATLAB自動尋找最優(yōu)化參數(shù)，得到理論上最適合模型的最優(yōu)控制器參數(shù)。并把參數(shù)移植到實際控制系統(tǒng)中，比較仿真系統(tǒng)與實際系統(tǒng)的控制差異。最后，本文針對仿真系統(tǒng)參數(shù)不能實時適應(yīng)實際系統(tǒng)的特點，在系統(tǒng)理論的PID參數(shù)基礎(chǔ)上提出參數(shù)自校正的方法，通過計算控制器參數(shù)的校正

3、量，實時微調(diào)系統(tǒng)參數(shù)，提高系統(tǒng)定值控制的效果。
　　此外，根據(jù)實際系統(tǒng)要求，本文采用組態(tài)王軟件編寫上位機界面，并與智能儀表建立通訊，使上位機能實時遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，并記錄系統(tǒng)狀態(tài)，實現(xiàn)一個小型的集散控制系統(tǒng)。
　　實驗證明，本文得出的二階系統(tǒng)模型能比傳統(tǒng)一階模型更好得擬合實際測得的系統(tǒng)階躍響應(yīng)曲線，但是仿真模型的控制效果與實際系統(tǒng)仍存在一定差異。雖然仿真模型在一定程度上能反應(yīng)實際系統(tǒng)的趨勢，但仿真系統(tǒng)還不能完全模擬實際系統(tǒng)。為了