基于模糊算法的电阻炉温度控制系统的设计

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小型箱式高温电阻炉的热工生产过程属于一阶惯性加纯滞后的系统,且具有大惯性、强滞后、非线性和时变性的动态特征。采用模糊+PID控制算法设计电阻炉温度控制系统时,总结出模糊控制算法与PID控制算法之间切换阀值ev(t)(ev(t)>0)的选择方法。当|e(t)|≥ev(t)时,充分发挥模糊控制算法动态性能方面的优势,保证系统响应的速度;当|e(t)<ev(t)时,充分发挥PID控制算法静态性能方面的优势,保证系统响应的精度;最终完成了小型箱式电阻炉热工生产过程快速、平滑、稳态误差为1℃的精确控制。采用模糊PID控制算法设计电阻炉温度控制系统时,依据专家知识和现场操作经验,利用模糊决策实现了PID控制器核心参数(KP、KI和KD)在其平衡点位置X0=[KP0 KI0= KD0]附近的动态最优调节,进而实现了小型箱式电阻炉热工生产过程快速、平稳、稳态误差为2℃的精确控制。温度控制系统的硬件包括:结构紧凑的温度信号反馈通道和电磁兼容性、抗干扰性均达标的控制信号输出通道。在软件设计方面,以模糊+PID控制算法和模糊PID控制算法为主展开软件流程的设计。最终当系统的硬件和软件都安装调试完毕后,电阻炉可以投入安全、高效的运行。
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