先進(jìn)控制算法在電加熱爐實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的研究與應(yīng)用.pdf

1、溫度控制是工業(yè)上較為重要的控制領(lǐng)域，眾多工業(yè)過程對(duì)于溫度的精確性要求很高，但溫度控制對(duì)象往往存在大慣性、大滯后等特點(diǎn)，導(dǎo)致控制精度較低。本文以ACT-WH-EH實(shí)驗(yàn)電加熱爐作為被控對(duì)象，以I/O卡板件作為數(shù)據(jù)采集和通訊單元，構(gòu)建了基于IPC的電加熱爐控制系統(tǒng)。通過機(jī)理建模方法分析了電加熱爐溫度控制系統(tǒng)的模型，并通過階躍響應(yīng)法和二分法辨識(shí)出了電加熱爐溫度控制系統(tǒng)的模型，得到了一個(gè)具有較大慣性的電加熱爐溫度對(duì)象模型。
　　在溫度控制系

2、統(tǒng)中，控制算法仍然以PID控制為主導(dǎo)，本文通過對(duì)PID控制算法的理論研究，并利用MATLAB進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，仿真結(jié)果表明PID控制算法對(duì)于大慣性系統(tǒng)具備一定的調(diào)節(jié)能力，但依賴參數(shù)的選擇，同時(shí)控制性能會(huì)隨著系統(tǒng)的改變而變差，需要改進(jìn)。本文在 PID控制算法的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了模糊 PID控制器，能實(shí)時(shí)在線修正PID控制器參數(shù)，并且能在在線修正參數(shù)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)模糊控制環(huán)節(jié)的變論域調(diào)節(jié)，根據(jù)輸入?yún)?shù)的范圍變化來實(shí)時(shí)修改控制規(guī)則，提升控制精度。仿真結(jié)果

3、表明，對(duì)于大慣性系統(tǒng)，模糊PID控制算法在超調(diào)量及調(diào)節(jié)時(shí)間方面有很大優(yōu)勢(shì)。本文在模糊PID控制算法的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了預(yù)測(cè)模糊PID控制器，采用灰色預(yù)測(cè)理論（GM）能實(shí)現(xiàn)一種單輸入單輸出的預(yù)測(cè)，將GM(1,1)預(yù)測(cè)控制理論與模糊PID控制算法相結(jié)合，利用預(yù)測(cè)控制算法分析模糊PID控制器的輸出值得到預(yù)測(cè)的系統(tǒng)輸出值，將其與期望值的差作為模糊PID控制器的輸入，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行超前調(diào)節(jié)，仿真結(jié)果表明預(yù)測(cè)模糊PID控制算法對(duì)大時(shí)滯對(duì)象的控制性能良好，系統(tǒng)