旋转闪蒸干燥机入口温度的智能控制系统设计及其计算机仿真

摘要

该文从旋转闪蒸干燥设备的结构分析入手,结合干燥工艺,对以前的旋转闪蒸干燥机入口温度的控制系统的硬件系统进行了分析,在此基础上简单的设计了控制系统的硬件结构.利用ZDZ型电动单座调节阀通过调节进入换热器的热蒸汽的流量来调节干燥机的入口温度,从而使温度保持恒定.该文还从提高控制效果的角度出发,对控制器进一步分析,在该控制系统中使用模糊控制方法和遗传算法,以确保产品质量提高.在传统PID算法的基础上,总结工程设计人员的技术知识和实际操作经验,建立合适的模糊控制规则表,得到了针对k<,p>,k<,i>,k<,d>三个参数分别整定的模糊控制表,从而设计出了基于模糊的自适应PID控制.此外,在传统PID算法的基础上,通过建立合适的适配函数,利用遗传算法具有良好的寻优特性、操作方便、速度快和并行操作等特点,优化k<,p>,k<,i>,k<,d>,参数使之控制性能更优越.该文使用MATLAB模糊工具箱设计模糊控制器,并对这个控制器进行仿真,画出仿真曲线.同时也对PID控制器和遗传算法控制器进行了仿真,通过比较三种控制器的仿真曲线,得出三种控制器都能达到控制温度的目的,并且模糊控制比PID控制的效果好,具有超调量较小、响应时间短等特点.在旋转闪蒸干燥机控制系统中使用遗传算法控制相对来说比模糊控制效果好,虽然超调量相对较大,但是响应时间比后者远远的小.该文主要研究了旋转闪蒸干燥机入口温度的智能控制系统,这对于以后提高旋转闪蒸干燥机自动化水平、提高产品质量有一定的作用.

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1概述

1.2旋转闪蒸干燥机控制系统的研究状况

1.3课题的提出及其意义

1.3.1旋转闪蒸干燥机的结构原理

1.3.2入口温度控制的意义

1.4研究方法

第2章控制系统的硬件组成

2.1控制系统的基本结构

2.2控制系统要达到的控制目的

2.3采样周期的选择

第3章PID控制系统

3.1控制系统设计方案的选取

3.2 PID控制原理

3.3 PID控制算法的选择

3.4 PID控制器参数设计

3.4.1 PI D控制器参数整定的若干原则

3.4.2温度控制系统数学模型的建立

3.4.3仿真系统中各部分传递函数的计算

3.4.4次最优模型降阶算法

第4章模糊控制系统

4.1模糊控制原理

4.1.1模糊控制的引入

4.1.2模糊控制系统的组成

4.1.3模糊控制过程

4.2干燥机入口温度模糊控制器及系统的设计

4.2.1 模糊控制器的结构设计

4.2.2精确量的模糊化

4.2.3模糊控制规则的设计

4.2.4模糊控制算法设计

4.2.5模糊量的去模糊化

4.3模糊控制系统部分软件设计

第5章遗传算法

5.1基于遗传算法的PID整定的意义

5.2遗传算法与数值优化

5.2.1遗传算法的产生与发展

5.2.2遗传算法的理论研究

5.2.3遗传算法的应用情况

5.2.4遗传优化算法的程序流程

5.3基于遗传算法的PID整定

5.3.1初始种群的产生

5.3.2适应度函数的构造

5.3.3遗传选择

5.3.4遗传交叉

5.3.5遗传变异

第6章控制系统仿真

6.1仿真技术

6.2温度控制系统的仿真设计

6.2.1模糊控制系统设计

6.2.2基于模糊控制仿真系统结果

6.2.3传统PI D控制仿真

6.2.4遗传算法控制仿真

第7章结论

参考文献

致谢