【正文】 4 結(jié)論 本論文將模糊控制理論與經(jīng)典的 PID 控制理論結(jié)合，設(shè)計(jì)一種模糊 PID 控制器，對(duì)電鍋爐溫度控制系統(tǒng)進(jìn)行控制。和偏差變化率 ec之間的模糊關(guān)系，在運(yùn)行中通過(guò)不斷檢測(cè) e和 ec，再根據(jù)模糊控制原理對(duì) 3 個(gè)參數(shù)進(jìn)行在線修改， 以滿足不同 e和 ec時(shí)對(duì) PID控制器參數(shù)的不同要求。 溫控系統(tǒng)的模糊控制器設(shè)計(jì) 圖 314, 315是模糊控制器的各個(gè)變量的隸屬函數(shù)圖 : 圖 314 輸入變量 E、 EC 的隸屬度 函數(shù)曲線 圖 315輸出變量 U的隸屬度 函數(shù)曲線 可見(jiàn)輸入變量 E, EC 和 U 的模 糊子集均為{NB,NM,NS,ZO,PS,PM,PB} ,E和 EC 的 論 域 為 仁6,5,4,3,2,1,0,1,2,3,4,5,6} } U的論域?yàn)槿?3,2,1,0,1,2,3 }。 2. ChienHrones(CHR) 參數(shù)整定ChienHrones 參數(shù)整定對(duì)設(shè)定問(wèn)題的關(guān)注主要有兩種情況，一種是帶有 20%超調(diào)量的快速響應(yīng)，另一種是沒(méi)有超調(diào)量的快速響應(yīng)，對(duì)于本系統(tǒng)最關(guān)注的是沒(méi)有超調(diào)量的最快速響應(yīng)，表 32 是ChienHrones(CHR)參數(shù)整定法則 : 表 32 參數(shù)表 得 Ti=122 秒， Td= =61 秒。 查表法是輸入論域上的點(diǎn)到輸出論域的對(duì)應(yīng)關(guān)系，它己經(jīng)是經(jīng)過(guò)了模糊化、模糊推理和解模糊的過(guò)程，它可以離線計(jì)算得到，模糊控制器在線運(yùn)行時(shí)，進(jìn) 行查表就可以了，因而可以大大加快在線運(yùn)行的速度。 e(t)—— 控制器的輸入，給定值與被控對(duì)象輸出值的差，即偏差信號(hào) 。因此本文的研究目的是結(jié)合電鍋爐水溫上升的特點(diǎn)，對(duì)它的溫度進(jìn)行控制，達(dá)到調(diào)節(jié)時(shí)間短、超調(diào)量小且穩(wěn)定誤差小的技術(shù)要求。本文將模糊控制的智能性與 PID控制的通用性、可靠性相互結(jié)合，設(shè)計(jì)了一種參數(shù)自整定模糊 PID控制器 ， 經(jīng)仿真研究，參數(shù)自整定模糊 PID 控制效果達(dá)到了電鍋爐溫度控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)， 是一種較為理想的智能性控制方案。另外，頻繁的開(kāi)關(guān)切換對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生很大的沖擊，降低了系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益，減少了鍋爐的使用年限。因此，研究一種最佳的電鍋爐控制方法，對(duì)提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，穩(wěn)定性具有重要的意義。 關(guān)鍵詞 溫度控制 。 在生產(chǎn)過(guò)程，控制對(duì)象各種各樣，理論分析和試驗(yàn)結(jié)果表明 :電加 熱裝置是一個(gè)具有自平衡能力的對(duì)象，可用二階系統(tǒng)純滯后環(huán)節(jié)來(lái)描述，而二階系統(tǒng)，通過(guò)參數(shù)辨識(shí)可以降為一階模型。 Kpe（ t） —— 比例控制項(xiàng)， Kp 為比例系數(shù) 。這一過(guò)程可以用 圖 25 表示。 根據(jù) ChienHrones 參數(shù)調(diào)整法則得 PID 三個(gè)參數(shù)數(shù)： 圖 37 為給定值為 60 ℃ 時(shí)，在該參數(shù) 下的仿真響應(yīng)曲線圖。 E, EC 以及 U 的模糊隸屬度函數(shù)均選擇三角形隸屬 度函數(shù)。圖 319 為電鍋爐系統(tǒng)輸出響應(yīng)曲線。具體結(jié)論如下 : 升的特點(diǎn)，建立被控系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。因此選用參數(shù)自整定模糊 PID 控制為電鍋爐溫度控制系統(tǒng)的控制方案。 控制系統(tǒng)參數(shù)自整定模糊PID 控制 PID 參數(shù)自整定的實(shí)現(xiàn)思想是先找出 PID 三個(gè)參數(shù)與偏差。因此本文所設(shè)計(jì)的模 糊控制器均采用的是 Mamdani 型模糊推理方法。 由圖 35 可見(jiàn)，在齊格勒一尼柯?tīng)査箙?shù)整定下純 PID 控制系統(tǒng)性能指標(biāo)為調(diào)節(jié)時(shí)間 tss = 1400秒，超調(diào)量δ %= %，穩(wěn)態(tài)誤差 ess=0 圖 36 ZieglerNichols 參數(shù)整定帶有 Smith 預(yù)估器的 PID 控制響應(yīng)曲線圖 由圖 36 可 見(jiàn) ，ZieglerNichols 參 數(shù) 整 定 帶 有Smith 預(yù)估器的 PID 控制系統(tǒng) 性能指標(biāo)為 :調(diào)節(jié)時(shí)間 tss =1070秒，超調(diào)量δ %=5%，穩(wěn)態(tài)誤差ess=0。 查表法適用于輸入、輸出論域?yàn)殡x散有限論域的情況。 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??????? ??? ? dt tdeTtdteT1teKtu dip （ 23） 式中 u（ t） —— 控制器的輸出 。通過(guò)水位的判別，調(diào)節(jié)補(bǔ)水閥的起、停。 借助 matlab 中的 Simulink 和 Fuzzy 工具箱，對(duì)電鍋爐 PID控制系統(tǒng)和模糊控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析。采用這些控制方法的系統(tǒng) 穩(wěn)定性不好，超調(diào)量大，同時(shí)對(duì)外界環(huán)境變化響應(yīng)慢，實(shí)時(shí)性差。 作品在何時(shí) 、何地、何種機(jī)構(gòu)舉行的會(huì)議上或報(bào)刊上發(fā)表及所獲獎(jiǎng)勵(lì) 無(wú) 請(qǐng)?zhí)峁?duì)于理解、審查、評(píng)價(jià)所申報(bào)作品具有參考價(jià)值的現(xiàn)有技術(shù)及技術(shù)文獻(xiàn)的檢索目錄 1 Isidro Sanchez,Julio R Banga, Antonio AAlonso. Temperature control in microwave bination ovens. Journal of Food Engineering, 20xx, 46: 2129 2 蔡自興 .人工智能控制 .化學(xué)工業(yè)出版社， 20xx: 1 一 10 3 馮勇 .現(xiàn)代計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) .哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， 1997: 2 一 13 4 章衛(wèi)國(guó)，楊向忠 .模糊控制理論與應(yīng)用 .西北工業(yè)大學(xué)出版社， 1999: 1521 5 徐麗娜 .神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制 .哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， 1999: 8一 13 6 顧毅 .智能控制發(fā)展綜述 .信息技術(shù)， 20xx, 6: 3940 7 孫 新國(guó) .電加熱常壓熱水鍋爐及其設(shè)計(jì) .工業(yè)鍋爐， 20xx (1): 6264 8 蔣智翔，楊小昭 .一種新型的電儲(chǔ)熱系統(tǒng)一自儲(chǔ)能電鍋爐介紹 .20xx 中美工業(yè)鍋爐先進(jìn)技術(shù)研討會(huì)會(huì)議論文集， 20xx: 380384 9 陶駿昌，陶明磊 .電鍋爐優(yōu)化設(shè)計(jì) .中國(guó)建筑學(xué)會(huì)建筑熱能動(dòng)力分會(huì)第十一屆學(xué)術(shù)交流大會(huì)論文集 .20xx: 226229 10陶永華 .新型 PID 控制及其應(yīng)用 .機(jī)械工業(yè)出版社， 20xx: 1一 50 11李士勇 .模糊控制、神經(jīng)控制和智能控制論 .哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， 1998:3 一 48 12李丹，謝植，程杰 .模糊控 制在溫度控制中的應(yīng)用與發(fā)展 .黃金學(xué)報(bào)， 20xx,2(4): 294269 13王耀南，劉治 .智能 PID 控制器在工業(yè)對(duì)象中的應(yīng)用 .自動(dòng)化儀表， 20xx,22(5): 2325 14 金以慧 .過(guò)程控制 .清華大學(xué)出版社， 1993: 8 一 20 15余永權(quán)，曾碧 .單片機(jī)模糊邏輯控制 .北京航空航天大學(xué)出版社， 1995:130141 16單冬 .模糊控制原理及應(yīng)用 .中國(guó)鐵道出版社， 1995: 93182 17 諸靜等 .模糊控制原理及應(yīng)用 .機(jī)械工業(yè)出版社， 1999: 114187 18李丹，謝植，程杰 .模糊控制在溫度控制中的應(yīng) 用與發(fā)展 .黃金學(xué)報(bào)， 20xx,2(4): 294269 19 Batur C, Kasparian V. Adaptive Expert Control. Int J Control, 1991， 54(4):867881 20 李卓，蕭德云，何世忠 .基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模糊自適應(yīng) PID控制算法 .控制與決策， 1996, 11(3): 2729 21 吳曉莉，林哲輝 .MATLAB 輔助模糊系統(tǒng)設(shè)計(jì) .西安電子科技大學(xué)出版社， 20xx: 20xx4 22 王沫然 .Simulink 4 建模及動(dòng)態(tài)仿真 .電子工業(yè)出版社，20xx: 1026 23樓順天，胡昌華，張偉 .基于 MATLAB 的系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)一模糊系統(tǒng) .西安電子科技大學(xué)出版社， 20xx: 2456 24陶永華 .PID控制原理和自整定策略 .工業(yè)儀表與自動(dòng)化裝置， 1997 (4):6064 25 劉國(guó)榮，陽(yáng)憲惠 .模糊自適應(yīng) PID 控制器 .控制與決策，199