模糊控制技术在JX-300X系统中的应用.docx

摘要：随着计算机技术的飞速发展，在锅炉温度控制方面，人们逐渐减少了对常规仪表的使用，开始将计算机用于对整个过程的集中监视、管理和分散控制。在各种类型的计算机控制装置中，集散控制系统（DCS）因其高效可靠而被广泛运用到工业锅炉温度控制系统中。本课题是以实验室的JX-300X DCS系统与过程控制装置为平台，将先进的控制技术应用到锅炉温度控制中。

本文首先介绍锅炉温度控制系统的发展概况，接着对JX-300X DCS系统的硬、软件及其所使用SCX编程语言展开了详细的描述。工业中常用的电加热炉温度控制过程是一个一阶纯滞后非线性的系统，PID控制难以取得较为理想的效果，所以本次毕业设计在锅炉温度控制系统中引入模糊控制技术。通过对模糊控制技术相关知识的深入分析，建立双输入单输出的模糊控制器，并采用较为合理的论域和隶属函数。在MATLAB的仿真环境，对基于锅炉的温度系统分别采用PID控制技术和采用模糊控制技术进行仿真，并比较两种仿真的效果。

过程控制实验室中的JX-300X DCS系统与过程控制装置高度贴合工业中电加热炉系统。对JX-300X DCS系统进行组态，并加以调试，使系统按照预先设定的要求运行。接着在JX-300X DCS系统编写PID控制的算法，并将其下载到控制站中，观察PID控制技术运用到锅炉温度控制的效果。同样的，可得到模糊控制技术对锅炉温度控制的效果。通过两种结果对比，可知模糊控制技术对锅炉温度的控制效果优于PID控制技术。

关键字：JX-300X系统； 电热锅炉； PID控制技术； 模糊控制技术

目 录

摘 要

ABSTRACT

第1章 绪论1

1.1 研究背景和意义1

1.2 计算机控制技术的发展1

1.3 本文的主要内容2

第2章 JX-300X DCS系统4

2.1 JX-300X DCS系统硬件4

2.1.1 操作站和工程师站4

2.1.2 控制站硬件5

2.2 JX-300X DCS系统软件6

2.2.1 系统组态软件6

2.2.2 实时监控软件6

2.3 SCX语言6

1.SCX的数据类型和库函数7

2.SCX语言特点8

第3章 控制技术研究9

3.1 PID控制技术9

3.1.1 PID控制技术原理9

3.1.2 PID控制中各参数的作用10

3.1.3 PID控制器参数整定10

3.2 模糊控制技术11

3.2.1 模糊集合11

3.2.2 模糊推理12

3.2.3 模糊控制器原理13

3.2.4 模糊控制器的结构14

3.3 本章小结15

第4章 电加热炉系统的软件仿真16

4.1 基于PID控制技术的仿真16

4.2 基于模糊控制技术的仿真17

4.2.1 模糊规则的建立17

4.2.2 模糊控制器的仿真20

4.2.3 研究Ke，Kec和Ku对模糊控制系统的影响21

4.3 PID控制与模糊控制在仿真上的比较24

4.4 本章小结25

第5章 控制技术在锅炉温度中的应用26

5.1 锅炉温度系统简介26

5.2 组态过程28

5.3 系统响应结果分析30

5.4 本章小结32

第6章 总结与展望34

参考文献35

致 谢37