电阻炉温度控制系统设计及仿真研究.doc

电阻炉温度控制系统设计及仿真研究
摘要
温度控制在工业控制中一直是富有新意的课题，对于不同的控制对象，有着不同的控制方式和模式。温度系统惯性大、滞后现象严重，难以建立精确的数学模型，给控制过程带来很大难题。
本论文主要针对电阻炉这一类复杂的被控对象，研究一种最佳的控制方案，以达到系统稳定、调节时间短且超调量小的性能指标。借助MATLAB中的Simulink和Fuzzy工具箱，对电阻炉PID控制系统和模糊控制系统进行仿真分析。结果表明当采用PID控制时，虽然结构简单、容易实现，但无法保证控制精度；当采用纯模糊控制时，超调量与调节时间虽然同时达到预期效果，但系统出现了稳定误差，所以本文将模糊控制的智能性与PID控制的通用性、可靠性相互结合，提出了模糊控制与PID控制相结合的方案。经仿真研究，模糊控制与PID控制相结合的控制效果达到了电阻炉温度控制系统的性能指标，是一种较为理想的智能性控制方案。

关键词：电阻炉；PID控制；模糊控制；MATLAB仿真
内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）
TheTemperatureControlSystemDesignandSimulationResearch
ofResistanceFurnace
Abstract
Temperaturecontrolisainnovativetopicsintheindustrialcontrol.Fordifferentcontroltargets,ithasdifferentcontrolmethodsandmodels.Thetemperaturesystemhasbiginertiaandserioushysteresis.Sincetheestablishmentofaccuratemathematicalmodelsisratherdifficult,itbringsverybigdifficultproblemsforthecontrolledprocess.
Aimsatakindofcomplexcontrolledplantastheresistancefurnace,thepresentpapermainlystudiesonekindofbestcontrolplantoachievestheperformanceindicatorsofstablesystem,shortcontroltimeandsmallperformance.WithSimulinkandFuzzytoolboxinMATLABSimulink，thedesigncarriesonthesimulationanalysistotheresistancefurnacePIDcontrolsystemandthefuzzycontrolsystem.TheresultindicatedthatwhenusesthePIDcontrol,althoughthesystemhassimplestructureandeasytorealize,itisunabletoguaranteethecontrolprecision;Whenitusesthepurefuzzycontrol,althoughcontroltimeandoveradjustmentachievestheexpectationeffect,butthesystempresentedthestableerror,thereforethisarticleproposedthefuzzycontrolandthePIDcontrolunifyplan.Afterthesimulationresearch,thecontroleffectwhichthefuzzycontrolandthePIDcontrolunifiedhasachievedtheresistancefurnacetemperaturecontrolsystem'sperformanceindex.Itisonekindofmoreidealintelligencecontrolplan.

Keywords:Resistancefurnace;PIDcontrol;Fuzzycontrol;MATLABsimulation

内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）
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