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基于模糊PID的电热炉温度智能控制系统

更新时间：2020-03-19 00:00:08 大小：3M 上传用户：zhiyao6查看TA发布的资源 标签：温度智能控制系统 下载积分：3分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

电热炉是工业热处理生产中广泛采用的一种设备，其温度控制具有慢时变、纯滞后、非线性等特点，很难用数学方法获得精确的数学模型和确定的参数。对控温精度要求高时，应用传统的控制理论和方法难以达到理想的控制效果。为此，本文以单片机为核心，开发了一种基于模糊PID控制的、价廉物美的温度自动控制系统。不仅控温精度高，节约能源，而且可靠性高。

  本文阐述了国内外炉温控制的方法和发展状况，论述了本设计的内容和意义。在分析了工业现场的生产过程及其要求的基础上，构建了一种采用模糊PID控制技术的电热炉温度智能控制系统，并对控制系统的硬件组成、控制算法和软件实现进行了详细的设计分析。本文研究工作的重点主要是系统硬件设计与软件设计以及模糊PID控制算法与仿真。主要工作如下:

  在硬件设计上，给出了硬件系统各模块电路设计，论述了电路工作原理。系统以AT89C52单片机为信息处理核心，论文重点介绍了温度检测单元和温度控制单元设计方法。系统应用RS-232串口实现温控系统与PC机之间进行通信。此外，论文对PWM控制输出通道、控制面板和报警电路等各外围电路进行了功能分析和电路设计。

  在软件设计上，给出了系统所有功能的软件控制与实现程序。对温度检测模块、模糊PID控制算法、RS-232串口模块、LED显示模块等应用程序进行了开发设计。

  本文借助MATLAB工具，对常规PID控制、普通模糊控制和模糊PID控制方法进行了仿真分析。实验结果表明，当采用常规PID控制时，系统的调节时间与超调量不能同时满足技术要求;当采用普通模糊控制时，系统出现了较大的稳定误差，尽管调节时间与超调量同时满足技术要求。因此本文结合PID控制的通用性、可靠性与模糊控制的智能化、快捷性，研制了一种利用模糊推理方法的在线整定PID参数Kp、Ki和Kd的模糊PID控制器。经仿真实验研究，模糊PID控制行之有效，是一种较为理想的电热炉温度智能控制方案，实现了系统所要求的控制稳定、调节时间短且超调量小等性能指标。

  最后，介绍了系统与上位机的通信控制界面设计、通信协议以及通信程序实现。

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