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压力容器退火炉模糊PID温度控制系统的研究

作者：熊均泉 Publish: 2005-9-27 Hits:-

【中文题名】

压力容器退火炉模糊PID温度控制系统的研究

【英文题名】

The Research on Annealing Stove of Pressure Vessel Temperature Control System with Fuzzy-PID Control

【学科专业】

控制工程

【论文级别】

硕士论文

【投稿时间】

2005-9-27

【中关键词】

退火炉,模糊控制,热处理,PID,,

【英关键词】

Annealing stove,Fuzzy control,heat-treated,PID,

【分类导航】

工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化系统>自动控制、自动控制系统>计算机控制、计算机控制系统

【论文摘要】

压力容器退火炉是一种热处理设备,其热处理对象是储油压力容器,温度控制系统按一定的加热程序对压力容器进行热处理,其目的在于消除它的整体应力,延长容器的使用寿命。退火炉本身是一个比较复杂的被控对象,它具有非线性、时变和分布参数等特征,很难建立一个精确的数学模型,同时也不能简单地用一个纯滞后一阶惯性环节来准确描述它。采用传统的PID控制策略来控制退火炉的温度,由于参数不易整定、抗干扰性能力差、适应性差、严重依赖操作人员的现场经验等一系列的缺点,达不到现代热处理工艺要求。模糊控制是以模糊集合论、模糊语言变量以及模糊逻辑推理为基础的一类计算机数字控制算法,其模糊控制规则主要来源于操作者的经验和专家知识,它对那些时变的、非线性的复杂控制系统而又无法获得精确数学模型的被控工业对象具有很好的控制效果。本文根据压力容器热处理工艺的要求,在分析了多种PID控制策略的基础上,深入研究与设计了一种适合大型压力容器退火炉温度控制系统的模糊PID控制器,运用MATLAB仿真技术对这种算法进行了仿真研究,并采用16位单片机实现退火炉温度控制。由此构成的压力容器退火炉模糊温度控制系统经现场使用结果表明,该系统运行...

【论文题纲】

摘要	6-7
Abstract	7-8
第1章绪论	8-14
1.1 模糊控制理论概述	8-10
1.1.1 模糊控制理论	8
1.1.2 模糊控制的地位和作用	8-10
1.2 模糊控制的发展	10-11
1.2.1 模糊控制国内外的发展动态	10-11
1.2.2 模糊控制的发展趋势	11
1.3 温控系统的研究目标	11-12
1.3.1 改造前温控系统简介	11-12
1.3.2 本温控系统改造目标	12
1.4 论文的主要工作	12-14
第2章退火炉炉温控制器的工作原理	14-24
2.1 传统数字PID控制	14-16
2.2 模糊控制器的基本原理及特点	16-17
2.2.1 模糊控制器的基本原理	16-17
2.2.2 模糊控制的特点	17
2.3 模糊控制器的基本结构	17-24
2.3.1 模糊控制器的组成	17-19
2.3.2 模糊控制的设计	19-24
第3章退火炉温度控制器的仿真研究	24-30
3.1 仿真软件介绍	24-25
3.2 系统仿真模型	25-27
3.2.1 系统数学模	25
3.2.2 仿真策略分析	25-26
3.2.3 控制规则	26-27
3.3 仿真结果	27-30
3.3.1 基本参数整定的仿真结果	27-28
3.3.2 时间参数变化的仿真结果	28
3.3.3 对象结构变化的仿真	28-29
3.3.4 仿真结果分析	29-30
第4章模糊PID控制器的设计	30-50
4.1 总体设计	30-33
4.1.1 设计目标及控制系统结构	30-31
4.1.2 调功方案	31-33
4.2 控制系统的硬件设计	33-43
4.2.1 单片机最小系统	33-36
4.2.2 温度检测	36-38
4.2.3 三相晶闸管调整器	38-41
4.2.4 键盘及显示电路	41-43
4.3 控制系统的软件设计	43-49
4.3.1 控制系统主程序	43-47
4.3.2 中断服务子程序	47-49
4.4 控制系统可靠性设计	49-50
4.4.1 硬件可靠性设计	49
4.4.2 软件可靠性设计	49-50
第5章系统调试与试验结果	50-55
5.1 系统调试	50-51
5.2 试验结果	51-53
5.3 试验结论	53-55
结束语	55-57
参考文献	57-60
致谢	60-61
附录A(攻读学位期间所发表的学术论文目录)	61

【DOI】

LunWen.ID:2.2008.376755



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