模糊控制技术在电热锅炉温度控制系统中的应用研究

摘要

电热锅炉作为一种新型的机电一体化产品，是目前较为理想的环保、节能型供暖设备，其中的温度自动控制系统的性能，将直接影响该产品的节能效果、用户满意度，从而影响了产品的市场竞争能力。电热锅炉温度控制受到被控对象、环境等诸多因素的影响，常具有较大的时滞性和较强的干扰，难以建立精确的数学模型。采用传统的控制方式，如PID控制方法，很难获得良好的控制效果。因此为这类电热锅炉开发出一种价廉物美的温度自动控制系统是一个有着较大实际意义的课题。 本文阐述了电热锅炉温度控制系统国内外研究现状，分析了该系统的控制功能需求、特点，并给出了具体的设计技术指标；研究了目前的温度控制系统中常用的PID调节器、DAHLIN、SMITH预估及模糊控制等多种控制算法，经仿真研究，分析比较了它们在电热锅炉温度控制系统的应用中的优缺点，得出了模糊控制技术更具有优势的结论，并构建了一种基于模糊控制技术的电热锅炉温度自动调节算法；提出了一种带有RS-485总线接口的低成本、智能化电热锅炉温度控制系统的框架结构，并完成了系统的硬、软件的详细设计；研发的控制系统结构紧凑、所用芯片少、控制精度高，在键盘、A/D转换、显示电路上都采用了串行方式，从而减小了单片机口线的使用，减小了成本开支；经仿真实验，验证了上述系统的有效性，具有良好的应用前景。