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多种控制策略在炉温控制中的应用与研究

专 业: 控制理论与控制工程
关键词: 电加热炉 PID 模糊控制 PID-Smith Fuzzy-PID 在线插值模糊控制
分类号: TK17
形 态: 共 68 页 约 44,540 个字 约 2.131 M内容
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内容摘要


该文以工业中的电加热炉为背景,以实验室中的电加热炉模型为实际的被控对象,以Delphi5作为开发工具,采用OOP技术设计了一个炉温控制系统,包括了控制算法和监控界面。

作为控制算法能够正确运行的前提,首先解决了采样周期的选择、冷端补偿和滤波等问题。

讨论了采样周期对控制系统性能的影响; 采用多种滤波算法对温度采样信号进行滤波,利用差分滤波法成功的解决了采样信号中存在的奇异项问题。

在控制算法方面,主要采用了两大类控制——PID类和模糊类。

首先尝试了基本PID控制和基本模糊控制,PID以其算法简单、实用性强仍是工程中应用最多的控制算法。

模糊控制以其鲁棒性强,对参数变化不敏感等优点也在工业控制中有着广泛的应用。

并且针对这两种控制算法存在的缺点,各自尝试了一些改进措施,具体包括:

积分分离式PID控制、PID-Smith预估控制、基于解析建摸的模糊控制、高精度模糊控制、在线插值模糊控制和Fuzzy-PID控制。

从理论和实际的控制效果上分析了这些控制算法的优缺点。

结果表明,这些改进效果是切实有效的,能够提高系统的性能。

论文的最后,还介绍了模糊控制的新进展及其发展方向……

全文目录


文摘
英文文摘
第一章 引言
1.1研究背景
1.2电加热炉温控技术发展概况
1.2.1模拟PID控制方案
1.2.2数字PID控制方案
1.2.3最优控制和自适应方案
1.2.4智能控制方案
1.3研究内容及意义
1.4论文结构
第二章 系统简介
2.1系统的硬件结构
2.2系统的软件结构
2.2.1开发工具简介
2.2.2 OOP面向对象技术
2.2.3软件功能及界面
第三章 PID控制
3.1滤波
3.1.1均值滤波
3.1.2中值滤波
3.1.3防脉冲干扰均值滤波
3.1.4差分滤波法
3.1.5滤波效果的比较
3.2采样周期的选择
3.3死区问题
3.4冷端补偿
3.5基本PID控制
3.6积分分离式PID
3.7 PID-SMITH预估补偿控制
第四章 模糊控制理论及其在炉温控制中的应用
4.1模糊理论概述
4.2模糊控制的产生与发展
4.3基本模糊控制器的设计
4.3.1确定模糊控制系统的结构
4.3.2精确量的模糊化
4.3.3模糊控制算法的设计
4.3.4输出信息的模糊判决
4.3.5查询表的建立
4.4模糊控制在炉温控制中的应用
4.4.1基本模糊控制
4.4.2基于解析表达式的模糊控制器
4.4.3一种高精度的模糊控制器
4.4.4在线插值模糊控制
4.4.5模糊-PI复合控制
第五章 总结与展望
5.1总结
5.2展望
参考文献

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中图分类: > TK17 > 工业技术 > 能源与动力工程 > 热力工程、热机 > 工业用热工设备

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