电阻炉炉温控制系统设计与仿真.doc

摘要：在电力、机械、石油化工、冶金等工业生产中广泛应用了电阻炉炉温控制系统，在很多领域如产品质量、生产效率、生产安全、能源节约等重大技术经济指标与温度的测量和控制有着紧密的联系。

本文通过分析电阻炉炉温控制系统的特点，建立系统的数学模型，通过在Matlab软件中使用Simulink根据建立好的数学模型搭建好系统的框图，使用临界比例度法整定控制系统的参数，通过仿真得到系统的阶跃响应曲线。从得到的响应曲线可以观察并得到参数整定的准确性。再利用Proteus软件进行硬件的仿真设计,并将整定好的参数导入硬件核心，观察实际温度变化的准确性，证明了PID算法的可行性。

关键词 温度控制；电阻炉；Proteus仿真；PID控制

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

 1.1课题的目的和意义-1

 1.2温度控制系统的发展概况-1

 1.3课题研究的内容及方法-2

2 PID控制器-4

 2.1常规PID控制器-4

 2.2单神经元自适应PID控制理论-6

  2.2.1自适应控制系统-6

  2.2.2单神经元自适应PID控制器-8

 2.3智能PID系统-9

3 电阻炉炉温控制系统仿真与调试-10

 3.1一阶系统分析-10

 3.2电阻炉的对象特点及系统模型的建立-11

 3.3参数整定-13

  3.3.1 Simulink简介-13

  3.3.2系统性能指标-13

4 Smith预估控制-15

 4.1 Smith预估控制原理-15

 4.2具有纯滞后补偿的数字控制器的实现-17

  4.2.1 Smith预估器-17

  4.2.2纯滞后补偿器控制算法步骤-18

 4.3使用临界比例度法整定参数过程-18

5 系统硬件电路设计-25

 5.1硬件电路总体结构设计-25

 5.2核心控制电路设计-25

 5.3温度检测控制电路设计-26

  5.3.1温度检测电路-27

  5.3.2温度控制电路设计-27

 5.4键盘与液晶显示电路设计-28

结论-30

致谢-31

参考文献-32

附录-33