模糊控制与PID控制在涂层生产线上的应用

摘要

温度是工业控制的主要对象之一，在工业生产过程中，常常需要对温度这一参数进行控制，温度控制得好，不仅可以提高产品质量，而且可以降低能耗，提高生产效率。PID控制是温度控制中应用最广泛的一种控制形式，PID控制器结构简单、稳定性好、可靠性高，常用于一些线性定常系统的控制，但对于非线性系统，例如温度等具有大滞后特性的控制对象，却难以取得理想的控制效果。 基于知识且不依赖于模型的智能控制为解决这类问题提供了新的思路，成为目前提高工业控制质量的重要途经。模糊控制是智能控制研究中最为活跃而富有成果的领域，其中模糊PID控制技术扮演了十分重要的角色，并且仍将成为未来研究与应用的重点技术之一，这是因为PID类型的控制技术在工业过程控制中仍占有主导地位，如果能发现性能优于PID的控制器，且具有类似PID易于使用的特点，无论在理论还是实践上都将具有重要的意义。 文章在控制算法上，研究了当前国内外模糊控制技术和PID控制技术的理论和方法，分析了数字PID控制系统和几种复合模糊控制系统在温度控制方面的优缺点，并针对涂层生产线反应炉的工作性能和系统中温度的特点，设计了P-FUZZY-PID控制器，并应用在罗斯蒙特系统控制上，最后利用Matlab工具进行了实验仿真。 文章所描述的P-FUZZY-PID控制器将比例控制器、模糊控制器和PID控制器结合起来，使之既具有比例控制快速，模糊控制灵活而适应性强的优点，又具有PID控制精度高的特点。对于涂层生产线温度控制系统这一非线性、时变性、滞后性、低稳定性等特性复杂的系统，由快速性和稳定性好的模糊控制器控制克服其非线性、时变性、滞后性的缺点，由精度高、灵活性高的PID控制器保证系统好的静态特性，可达到较好的控制效果。明显的消除了积分饱和；很大程度上减小了超调量，提高了系统的品质，有效的协调了快速性与超调量之间的矛盾；使系统适应能力有所提高，参数间影响减小，并且参数相对容易整定。使系统具有较强的鲁棒性、稳定性、快速性、灵敏性等优点，提高了控制系统的抗干扰能力和跟踪的能力。

目录

文摘

英文文摘

兰州理工大学学位论文原创性声明及学位论文版权使用授权书

第1章绪论

第2章模糊控制基本理论

第3章PID及模糊控制算法研究

第4章模糊PID控制器在涂层温度控制中的实现

结论

参考文献

致谢

附录A攻读学位期间所发表的学术论文目录