一种陶瓷窑炉温度复合控制方法、设备及系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109976405A(43)申请公布日2019.07.05(21)申请号201910185394.5(22)申请日2019.03.12(71)申请人厦门理工学院地址361024福建省厦门市集美区理工路600号(72)发明人刘美俊(74)专利代理机构厦门智慧呈睿知识产权代理事务所(普通合伙)35222代理人杨玉芳(51)Int.Cl.G05D23/19(2006.01)G05B11/42(2006.01)G05B13/04(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图2页(54)发明名称一种陶瓷窑炉温度复合控制方法、设备及系统(57)摘要本发明实施例提供了一种陶瓷窑炉温度复合控制方法、设备及系统，该方法包括：获取陶瓷窑炉的温度偏差；判断温度偏差的大小；当温度偏差大于预设的阈值时，根据预先建立的模糊控制方法对陶瓷窑炉的温度进行控制，以减少大偏差的出现；当温度偏差不大于预设的阈值时，根据预先建立的PID控制方法对陶瓷窑炉的温度进行控制，以消除稳态误差。本发明将传统的PID控制与模糊控制方法相结合，综合了两种控制方式的优点，对于大迟滞、强耦合等非线性系统有很好的适应性，在陶瓷工业的生产过程中，提高了窑炉的运行稳定性和可靠性。CN109976405ACN109976405A权利要求书1/2页1.一种陶瓷窑炉温度复合控制方法，其特征在于，包括以下步骤:获取陶瓷窑炉的温度偏差；判断所述温度偏差的大小；当所述温度偏差大于预设的阈值时，根据预先建立的模糊控制方法对所述陶瓷窑炉的温度进行控制，以减少大偏差的出现；当所述温度偏差不大于预设的阈值时，根据预先建立的PID控制方法对所述陶瓷窑炉的温度进行控制，以消除稳态误差。2.根据权利要求1所述的陶瓷窑炉温度复合控制方法，其特征在于，所述模糊控制方法的建立过程如下：获取陶瓷窑炉的温度偏差e和温度偏差变化量ec，并分别转化为模糊量化值E和EC，将输出量转化为输出量化值U；建立模糊控制查询表，以根据所述模糊量化值E和EC和模糊控制查询表得到输出量化值U，则控制器的输出值为u表示为：u＝U×Ku式中，U为输出量化值，Ku为输出比例系数，取Ku＝60。3.根据权利要求2所述的陶瓷窑炉温度复合控制方法，其特征在于，所述获取陶瓷窑炉的温度偏差e和温度偏差变化量ec，并分别转化为模糊量化值E和EC，将输出量转化为输出量化值U具体包括:分别设定所述温度偏差e和温度偏差变化量ec的连续论域和离散论域；引入误差量化因子Ke、误差变化率因子Kec，以将所述温度偏差e、所述温度偏差变化率ec量化为离散量，分别得出语言变量E、EC：E＝e×Ke；EC＝ec×Kec；其中，温度偏差e的连续论域设定为[-60，60]，离散论域为[-6，+6]；温度偏差变化量的连续论域确定为[-50，50]，离散论域为[-6，+6]；取Ke＝0.1；Kec＝0.12；将所述语言变量E、语言变量EC以及输出量化值U分别划分为13档，其模糊子集如下：E＝EC＝{-6、-5、-4、-3、-2、-1、0、1、2、3、4、5、6}U＝{-3、-2.5、-2、-1.5、-1、-0.5、0、0.5、1、1.5、2、2.5、3}将所述13档所述语言变量E、语言变量EC进行排列组合，得到169条模糊规则，并与所述输出量化值U建立一一对应关系，得到模糊控制查询表，以将所述语言变量E、语言变量EC输入所述模糊控制查询表，得到输出量化值U。4.根据权利要求1所述的陶瓷窑炉温度复合控制方法，其特征在于，所述PID控制方法的算法表达式如下:式中：P(t)为调节器输出信号；e(t)为调节器偏差信号；KP为调节器比例调节系数；Ti为调节器积分时间系数；TD为调节器微分时间系数。5.根据权利要求4所述的陶瓷窑炉温度复合控制方法，其特征在于，还包括对所述PID算法表达式进行离散化：2CN109976405A权利要求书2/2页则PID的离散化算法表达式为：则PID的增量式控制算式为：ΔP(k)＝KP[E(k)-E(k-1)]+KiE(k)+KD[E(k)-2E(k-1)+E(k-2)]其中，Kp＝0.1；Ki＝0.0005；Kd＝0.001。6.根据权利要求1所述的陶瓷窑炉温度复合控制方法，其特征在于，所述阈值等于误差σ的110％。7.一种陶瓷窑炉温度复合控制设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-6任一项所述的陶瓷窑炉温度复合控制方法。8.一种陶瓷窑炉温度复合控制系统，其特征在于，包括：温度偏差获取模块：用于获取陶瓷窑炉的温度偏差；温度偏差判断模块，用于判断所述温度偏差的大小；模糊控制器，用于当所述温度偏差大于预设的阈值时