基于模糊控制的電加熱爐控制系統(tǒng)(共12頁)

1、基于(jy)模糊控制的電加熱爐控制(kngzh)系統(tǒng)(xtng)姓名： 唐玉光班級：2011級9班學(xué)號：01201102060909目錄(ml) TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc323583355 目錄(ml) PAGEREF _Toc323583355 h 2 HYPERLINK l _Toc323583356 1 引言(ynyn) PAGEREF _Toc323583356 h 4 HYPERLINK l _Toc323583357 2.加熱爐控制的意義 PAGEREF _Toc323583357 h 5 HYPERLINK l _Toc323583358

2、3.傳統(tǒng)PID與模糊控制的簡介 PAGEREF _Toc323583358 h 6 HYPERLINK l _Toc323583359 4.模糊控制與PID控制方法的設(shè)計與比較 PAGEREF _Toc323583359 h 7 HYPERLINK l _Toc323583360 4.1模糊控制器設(shè)計 PAGEREF _Toc323583360 h 7 HYPERLINK l _Toc323583361 4.2 PID及模糊控制原理和仿真結(jié)構(gòu)圖 PAGEREF _Toc323583361 h 8 HYPERLINK l _Toc323583362 4.3滯后時間的影響 PAGEREF _Toc

3、323583362 h 10 HYPERLINK l _Toc323583365 5.總結(jié)： PAGEREF _Toc323583365 h 12 HYPERLINK l _Toc323583366 6.參考文獻： PAGEREF _Toc323583366 h 131 引言 PID控制(kngzh)是控制領(lǐng)域產(chǎn)生最早，應(yīng)用最廣的一種控制方法(fngf)。具不完全統(tǒng)計，不論是工業(yè)過程控制還是(hi shi)航空航天控制領(lǐng)域，PID控制早已經(jīng)上了經(jīng)典教科書，然而由于其原理簡單和應(yīng)用效果，人們?nèi)匀徊粩嘌芯科涓鞣N設(shè)計方法和未來發(fā)展?jié)摿?。模糊控制在只能控制領(lǐng)域由于理論研究比較成熟，實現(xiàn)相對比較簡單，

4、適應(yīng)面寬而得到廣泛的應(yīng)用。在現(xiàn)代工業(yè)控制應(yīng)用中，模糊控制都充當著重要的角色。PID控制和模糊控制作為應(yīng)用廣泛，特點鮮明，又具有某些聯(lián)系的兩種控制方式一直受到控制領(lǐng)域廣泛的關(guān)注，眾多學(xué)者從不同角度對他們進行了對比性研究。234。2.加熱爐控制的意義在控制領(lǐng)域(ln y)中，溫度控制廣泛應(yīng)用于社會生活(shnghu)的各個領(lǐng)域。電加熱爐溫度控制具有升溫單向性，大慣性大滯后性的特點。其升溫單向性是由于(yuy)電加熱爐的升溫是依靠電阻絲，降溫是依靠環(huán)境自然冷卻。當其溫度一旦有超調(diào)，就無法單純用控制手段時期降溫，種種很大的不確定性使得加熱爐在加熱過程中很難全面考慮各種因素的影響，準確控制加熱過程。傳統(tǒng)

5、的繼電器電路簡單實用，但由于繼電器動作頻繁，可能會因觸電不良而影響正常工作。今年來提出改進的電路，采用主回路無觸點控制，客服繼電器結(jié)出不良的缺點，且維修方便，缺點是溫度控制范圍小，精度不高，因此，設(shè)計和精度相適應(yīng)的電加熱爐溫控系統(tǒng)非常有實際意義。3.傳統(tǒng)PID與模糊控制的簡介 PID控制(kngzh)即比例，積分，微分控制。由于其結(jié)構(gòu)簡單，容易實現(xiàn)(shxin)，控制效果好，魯棒性強等特點，因而，自19世紀40年代開始，PID控制在工業(yè)過程(guchng)控制過程中至今仍得到廣泛應(yīng)用。溫度控制系統(tǒng)將電阻實時采集的溫度值與設(shè)定值進行比較，所得差值作為PID控制模塊的輸入。經(jīng)PID算法計算出輸出控

6、制量，利用修改被控制量誤差的方法實現(xiàn)閉環(huán)控制。該方法需現(xiàn)場整定PID參數(shù)，而確定被控對象模型具有一定的難度。另外，該方法抗干擾的能力較差。模糊邏輯在控制領(lǐng)域的應(yīng)用稱為模糊控制。模糊控制主要將操作者的經(jīng)驗和專家的控制經(jīng)驗和知識表示成語言變量描述的控制規(guī)則，然后根據(jù)控制規(guī)則實施控制。它適用于不一取得精確數(shù)學(xué)模型和數(shù)學(xué)模型位置或者經(jīng)常變化的對象?；谀：惴ǖ臏囟瓤刂葡到y(tǒng)的實現(xiàn)，首先根據(jù)控制經(jīng)驗形成模糊規(guī)則輸入計算機中。然后將采樣所得溫度誤差和誤差變化率的精確量模糊化，計算機根據(jù)模糊規(guī)則推理做出模糊決策，求出相應(yīng)的控制量。將控制量精確化后去驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)，調(diào)整輸入達到調(diào)節(jié)溫度目的。4.模糊控制(kng

7、zh)與PID控制方法的設(shè)計與比較電加熱爐的模型(mxng)，4.1模糊(m hu)控制器設(shè)計 模糊控制器的設(shè)計如圖4.1.1,圖4.1.2，圖4.1.3.控制器采用雙輸入單輸出如圖4.1.1圖4.1.1控制規(guī)則的設(shè)定如圖4.1.2，圖4.1.3圖4.1.2圖 PID及模糊控制原理(yunl)和仿真結(jié)構(gòu)圖原理(yunl)結(jié)構(gòu)如圖4.2.1 圖4.2.2 圖4.2.1 PID控制(kngzh)原理(yunl)圖4.2.2模糊控制原理(yunl)仿真結(jié)構(gòu)如圖4.2.3圖4.2.4圖4.2.3PID仿真結(jié)構(gòu)圖4.2.4模糊控制仿真(fn zhn)結(jié)構(gòu)4.3滯后時間(shjin)的影響

8、 常規(guī)(chnggu)PID ：=0.2，T=80 模糊控制：=0.2，T=80常規(guī)(chnggu)PID ：=0.3，T=80模糊控制：=0.3，T=805.總結(jié)(zngji)：由上述比較可知，隨著純滯后時間的增加，對于常規(guī)PID控制系統(tǒng)會造成系統(tǒng)波動(bdng)加大，而模糊控制系統(tǒng)受到的影響較小，他的控制精度和動態(tài)特性很理想，說明模糊控制在被控對象當前的慣性時間下對純滯后時間的魯棒性較好，比常規(guī)PID控制好些。總結(jié)以上仿真實驗(shyn)，我們可得出結(jié)論如下：模糊控制對純滯后時間的魯棒性比常規(guī)PID控制好模糊控制的動態(tài)特性控制精度比常規(guī)PID控制好模糊控制臂比常規(guī)PID控制的穩(wěn)定性好6.參考文獻：1FANG Y,CHOW TW S,LIX D.D se of recurrent neural netw ork in discrete sliding-mode controlJ.IEEE.priceedings;Control theory and applications,1999.146(1):84-90.2王巖青，蔣昌盛。一類(y li)非線性不確定中立系統(tǒng)的魯棒自適應(yīng)滑膜控制J.吉林大學(xué)學(xué)報：工學(xué)版，2007,37（4）：935-938.3CHEM T L ,W U Y C.Intetiable structucre cont