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《模糊自整定pid溫控系統(tǒng)的仿真研究及設(shè)計》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、摘要溫度是工業(yè)控制的主要被控參數(shù)之一，如在冶金、機(jī)械、食品、化工、印染、石油加工等工業(yè)中，廣泛使用各種加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐等，可是由于溫度自身的一些特點(diǎn)，如慣性大，滯后現(xiàn)象嚴(yán)重，難以建立精確的數(shù)學(xué)模型等，給控制過程帶來了難題。本文研究合適的控制方案對電烤箱溫度進(jìn)行控制，技術(shù)要求是調(diào)節(jié)時問短，超調(diào)量為零且穩(wěn)態(tài)誤差在±1℃內(nèi)。對電烤箱這樣一個被控對象進(jìn)行控制，有很多方案可選。首選的方案是PID控制，因?yàn)樗唵?，容易?shí)現(xiàn)，在大多數(shù)情況下可以滿足性能要求，目前，PID控制仍占80％以上。它有可消除穩(wěn)念誤差的優(yōu)點(diǎn)。PID控制的性能取決于參數(shù)的整定情況，對那些對象模型復(fù)雜和模型難以確定的控制
2、系統(tǒng)，具有很大的局限性，而且它的快速性和超調(diào)量之間的矛盾關(guān)系，使它不一定能滿足調(diào)節(jié)時間短、超調(diào)小的技術(shù)要求。第二個值得嘗試的方案就是模糊控制，模糊控制魯棒性好，無需知道被控對象的數(shù)學(xué)模型，且在快速性方面有著自己的優(yōu)勢：可是由于它的理論并不完善，對它可能獲得的控制性能無法把握。而且模糊控制易受模糊規(guī)則有限等級的限制而引起穩(wěn)態(tài)誤差。本論文分析了PID控制和模糊控制的優(yōu)缺點(diǎn)，考慮可以把它們相互結(jié)合，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)。具體采用的是用模糊規(guī)則整定KP、KI兩個參數(shù)的模糊自整定PID控制方法。文中用MATLAB軟件對PID控制、模糊控制和參數(shù)模糊自整定PID控制的控制性能和抗干擾能力分別進(jìn)行了仿真研
3、究，仿真結(jié)果表明參數(shù)模糊自整定PID控制能滿足調(diào)節(jié)時間短、超調(diào)量為零且穩(wěn)態(tài)誤差在±l℃內(nèi)的控制要求，且對暫態(tài)可回復(fù)性干擾、不可回復(fù)性干擾和隨機(jī)干擾都有很強(qiáng)的抑制能力。因此本論文最終確定采用參數(shù)模糊自整定PID控制方案：另外對其進(jìn)行了魯棒性分析，仿真結(jié)果表明，它對一階慣性滯后模型的適應(yīng)性很強(qiáng)，基本上都能達(dá)到相應(yīng)速度快、零超調(diào)、穩(wěn)態(tài)誤差很小的理想效果。設(shè)計了以AT89S52單片機(jī)為核心的溫度控制器，選用Ptl00為溫度傳感器，采用轉(zhuǎn)換精度高、抗干擾能力強(qiáng)的4位半雙積分式的A／D轉(zhuǎn)換芯片ICL7135為AdD轉(zhuǎn)換器件，同時由過零觸發(fā)光電耦合器件MOC3061和晶閘管BTA20構(gòu)成驅(qū)動執(zhí)行單
4、元，由按鍵、LED數(shù)碼顯示器及報警單元等組成人機(jī)聯(lián)系電路。在進(jìn)行硬件設(shè)計的同時，也設(shè)計了相應(yīng)軟件程序流程圖。關(guān)鍵詞：PID控制；模糊控制；模糊自整定PID控制；仿真；系統(tǒng)設(shè)計abilitybeingstrong-PerformanceunitiscomposedofphotoelectricalcouplerMOC3061andTRIACSBTA20·Man’machinecircuitiscomposedofbuttons，LEDandwarningunit．etc．Whilethehardwarecircuitisdesigned，thecorrespondingprocedur
5、eflowchartisalsodesigned．Keywords：PIDControl；FuzzySelf-tuningPIDContr01：Stimulation；SystemDesign111AbstractTemperatureisoneofthemainparameterscontrolledintheindustrialprocesscontrol，forexampleinthemetallurgyindustry、machineryindustry、foodindustry、chemicalindustry、printindustryandthepetroleum—pr
6、ocessingindustryetc．，variouskindsofheatersandreactorsareextensivelyused．Butitisverydifficulttocontroltemperaturewellbecauseofsoniccharacteristicsofthetemperatureitself．Forexampletemperature’Sinertiaisgreat，it’Stime-lagisseriousanditisdifficulttoestablishaccuratemathematicalmodeloftheobject．This
7、paperistostudyanadaptcontrolmethodtocontrolthetemperatureoftheelectricoven，thetechnologydemandofcontrolmethodis：theregulatingtimemustbeshort．theovershootmustbezeroandsteady—stateerrormustbein±l℃．Fortheelectricoven，therearemanycont
