电加热炉温度控制系统的研究与仿真.docx

摘要：电加热炉的温度控制系统具有惯性大、纯滞后、参数时变等特点。用传统的PID控制方法进行控制时，温度的响应往往很慢且波动很大，很难满足技术要求。为了改善这种情况，本文分别采用模糊PID控制与传统PID进行控制，并进行比较。

本文首先根据电加热炉系统确定其温度控制方案及对象模型。根据对象模型进行了PID、模糊PID的仿真。通过扩充临界比例度法对PID参数进行了整定，最终确定Kp=6.5，Ti=0.005，Td=30时控制效果最佳。通过SIMULINK进行仿真后得出系统超调量为0.4%，调节时间为1250s，控制效果一般。为了改善PID控制的效果，本文通过使用模糊PID控制的方式成功将超调量降至0，调节时间降至550s。根据SIMULINK仿真结果表明：与传统的PID控制相比，模糊PID控制可以非常明显地减少超调量、缩短调节时间、提高控制精度，有利于电加热炉系统的正常运行。

关键词:温度控制系统；PID控制；模糊PID控制；SIMULINK仿真

目录

摘要

Abstract

1 引言-1

1.1 电加热炉温度控制系统的研究意义-1

1.2 国内外研究现状-1

1.3 本文的主要工作-1

2 仿真工具简介-3

2.1 MATLAB简介-3

2.2 SIMULINK简介-3

3 电加热炉温度控制系统-4

3.1 电加热炉系统控制方案-4

3.2 对象模型的建立-5

4 电加热炉温度控制系统的PID控制设计与仿真-10

4.1 PID控制-10

4.2 PID参数整定-10

4.3 PID控制仿真-13

5 电加热炉温度控制系统的模糊PID控制设计与仿真-17

5.1 模糊PID控制简介-17

5.2 模糊PID控制仿真-17

5.3 PID控制与模糊PID控制效果对比-23

6 结论-25

参考文献-26

致谢-27