基于模糊控制的热真空环境模拟设备研究

摘要

多年来，航空航天器材上天前的地面试验设备的操作均以人工为主，重要的航天设备都要经过地面真空实验室进行低温和高温的模拟实验，通过检测要求的设备才允许安装在上天设备上。由于认识和投入力度不足，使得相关系统在功能性和完整性方面存在较大问题。突出表现为效率低、精度差，温度可能超调而损坏实验设备。
　　 本文设计了一个基于PLC的数据采集系统，用来对真空仓系统中指定各个点的温度实现采集；通过RS232串行通讯方式将数据传给工控机；在温度控制方法上，采用模糊PID控制方法。
　　 在分析PID控制器和模糊控制器特点的基础上，本文将模糊控制与PID控制有机地相结合，充分发挥两者的优点。当温差较大时采用模糊控制，使系统的响应速度快，动态性能好；当温差较小时采用PID控制，使系统的静态性能好，满足控制精度要求。
　　 以MCGS为仿真平台，对真空仓温度控制系统进行了仿真。结果表明，模糊PID控制器的鲁棒性强，响应速度快，可以达到预期的效果，能够满足太空设备地面试验要求。

目录

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声明

第一章绪论

1.1过程控制概述

1.2 PID控制的发展状况

1.3模糊控制的发展状况

1.4温度控制的发展状况

1.5课题研究的主要内容

第二章模糊控制原理

2.1模糊集合

2.2模糊推理

2.3模糊控制系统基本结构

2.4模糊控制系统基本原理

2.5模糊控制系统控制规则

第三章系统的硬件结构

3.1真空环境模拟试验工艺要求

3.1.1真空系统工作原理

3.1.2温度循环系统工作原理

3.1.3真空环境温控系统工作原理

3.2真空温度控制系统硬件配置

3.2.1系统硬件配置

3.2.2硬件系统说明

3.3模糊控制器的设计

3.3.1整体结构

3.3.2论域的确定

3.3.3模糊控制器查询规则的建立

3.4真空温度模糊控制程序流程图

第四章真空温度控制系统的实现

4.1 MCGS组态软件介绍

4.1.1MCGS主要性能特点

4.1.2 MCGS系统的构成

4.2 MCGS监控软件人机界面

4.3运行结果分析

第五章结论

参考文献

发表论文和科研情况说明

致 谢