基于模糊PID的锅炉加热控制系统的研究.doc

摘要:锅炉加热控制一直是工业控制中比较重要的课题，锅炉加热一般具有大惯性、大滞后的特点，运行过程中扰动因素多，难以建立精确的数学模型，对实现它的控制带来一定难题。

本文结合了模糊控制和PID控制两者的优点，设计模糊PID控制器，通过对锅炉加热控制系统进行仿真研究分析，仿真结果表明：模糊PID控制器能够消除静差，鲁棒性和抗干扰力得到增强，控制效果好。该控制方法大幅提高了对具有大惯性、大滞后特点的锅炉加热系统的控制效果，同时增强了系统的适应性和灵活性。

关键词 锅炉加热；PID控制器；模糊PID；仿真

目录

摘要

Abstract

1绪论-1

1.1选题的背景及意义-1

1.2国内外研究现状-1

1.3本文的主要的工作-3

2锅炉加热数学模型的建立-5

2.1电锅炉加热模型的理论分析与建模-5

2.1.1电锅炉加热模型分析-6

2.1.2阶跃响应曲线法建立数学模型-7

2.2控制方案-9

2.3本章小结-9

3 PID控制器设计-11

3.1 PID控制器的基本原理-11

3.2 数字PID控制-12

3.2.1 位置式PID控制算法-13

3.2.2 增量式PID控制算法-14

3.3 PID控制的参数整定-15

3.4 本章小结-16

4模糊PID控制器的设计-17

4.1模糊控制原理-17

4.1.1模糊控制系统的组成-17

4.1.2模糊控制器的基本原理-17

4.2模糊PID控制器-18

4.2.1输入变量、输出变量及隶属度函数的选择-19

4.2.2模糊控制规则-20

4.2.3解模糊化-21

4.3本章小结-22

5锅炉加热控制系统的仿真-23

5.1仿真工具-23

5.1.1 MATLAB简介-23

5.1.2仿真环境及工具箱-23

5.2仿真-24

5.2.1 PID控制的仿真-22

5.2.2模糊PID的仿真-26

5.3仿真结果分析-30

5.4本章小结-30

结论-33

致谢-35

参考文献-37