三段黑体炉炉温的模糊控制

摘要

在工业生产过程中,为检测和验证工业辐射测温仪表的准确度,常常人工模拟黑体辐射源,这种人工模拟的黑体辐射源又称为黑体炉.作为标准辐射源的黑体炉,其黑体空腔的等温性和稳定性直接影响各种辐射温度计标定的准确性.该课题研制了三段黑体炉炉温控制系统,能够保证黑体空腔的等温性和稳定性,使其满足实用要求.作者所设计的温度控制系统是利用热电偶检测三段加热室的温度,并对温度信号传送到计算机,经过软件计算,把结果传送于输出接口电路,来控制SC加热棒的加热功率,以此来完成温度的自动控制.在炉温控制中,针对三种黑体炉本身具有的不确定性以及非线性,很难建立精确的数学模型的特点,引入智能控制方法-模糊控制技术,设计了基本的模糊控制器,并在此基础上进行控制策略的改进,提出带自调整因子的模糊控制器以及将模糊控制技术与传统的PID控制技术相结合的模糊自适应PID控制器.

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第一章绪论

1.1研究的背景

1.1.1黑体辐射源的特点及其发展状况

1.1.2黑体炉控温系统的现状

1.2模糊控制的意义

1.3本文所做的工作

第二章控制系统的硬件组成分析

2.1控制系统的概述

2.2自动控制系统的组成

2.2.1检测元件及变送器

2.2.2 A/D转换器

2.2.3输出控制电路

2.3手动控制系统的组成

第三章控制系统原理研究

3.1模糊控制系统原理

3.1.1模糊控制系统的概述

3.1.2模糊控制系统的组成

3.1.3模糊控制器的组成及原理

3.2 PID控制原理

3.2.1常规PID控制原理

3.2.2数字PID控制算法

第四章模糊控制系统的设计

4.1基本模糊控制器的设计

4.1.1输入、输出论域与语言变量的选取

4.1.2量化因子和比例因子的选取

4.1.3控制规则和模糊控制查询表的形成

4.2模糊控制步骤及软件实现框图

4.2.1模糊控制步骤

4.2.2控制算法软件实现框图

4.3结论

第五章高级模糊控制器的设计

5.1自调整因子的模糊控制器

5.1.1带自调整因子的模糊控制

5.1.2自调整因子的解析描述

5.1.3量化因子和比例因子对系统性能的影响

5.1.4参数的实时自调整

5.1.5系统调节框图和软件算法流程图

5.1.6结论

5.2模糊自适应PID控制

5.2.1概述

5.2.2在线实时模糊自整定PID控制器

5.2.3控制算法流程图

5.2.4结论

第六章误差分析

结论

致谢

参考文献

附录