【導(dǎo)讀】導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致。含我為獲得安陽工學(xué)院及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。明并表示了謝意。以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。

　　

【正文】 制響應(yīng)曲線圖。 控制器類型 pk iT dT p T? ? 0 PI ? ? 0 PID ? 2? ? 24 圖 ZieglerNichois參數(shù)整定純 PID控制響應(yīng)曲線圖 由圖 ，在齊格勒一尼柯爾斯參數(shù)整定下純 PID控制系統(tǒng)性能指標(biāo)為調(diào)節(jié)時間sst =1870秒，超調(diào)量 %? =25%，穩(wěn)態(tài)誤差 0sse? ZieglerNichois參數(shù)整定純 PID控制響應(yīng)曲線圖 可以看出，其調(diào)節(jié)時間較長，超調(diào)量較大，并且其產(chǎn)生 了較大的振蕩，產(chǎn)生這個誤差的主要原因是其比例其比例環(huán)節(jié)比較大，導(dǎo)致 動態(tài)性能變差，振蕩比較嚴(yán)重，超調(diào)量增大，并且其積分環(huán)節(jié)也是較大，導(dǎo)致靜差較大，與穩(wěn)定時候的溫度之間有較大的余查。 2. CienHrones(CHR)參數(shù)整定 CienHrones參數(shù)整定對設(shè)定問題的關(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)，另一種是沒有超調(diào)量的快速響應(yīng)，對于本系統(tǒng)最關(guān)注的是沒有超調(diào)量的最快速響應(yīng)，表 ChienHrones(CHR)參數(shù)整定法則 : 表 參數(shù)表 Table The table of parameter 控制器類型 Kp Ti Td P ? ∞ 0 PI ? 0 PID ? T ? 25 得 iT =122秒， dT ==61秒 根 據(jù) ChienHrones參數(shù)調(diào)整法則的 PID三個參數(shù)為 Kp=? = 120／（ 122） = ik = Kp／ Ti=／ 120= dk = Kp Td= 61= 圖 60℃時，在該參數(shù)下得仿真曲線圖 。 圖 ChienHrones參數(shù)整定純 PID控制響應(yīng)曲線圖 由圖 ， ChienHrones參數(shù)整定純 PID控制系統(tǒng)性能指標(biāo)為 :調(diào)節(jié)時間 sst = 1280秒，超調(diào)量 %? =11%,穩(wěn)態(tài)誤差 0sse? ChienHrones參數(shù)整定純 PID控制響應(yīng)曲線圖可以看出其靜差較大，這是由于積分環(huán)節(jié)較大導(dǎo)致的，可以適當(dāng)?shù)臏p小積分環(huán)節(jié)的數(shù)值，來減少其與穩(wěn)定時刻之間的溫度與差。其比例環(huán)節(jié)和微分環(huán)節(jié)相對來說比較小 ，沒有較大的振蕩。 仿真結(jié)果分析可見，用經(jīng)典的方法算出的 PID參數(shù)不一定能滿足控制要求。實(shí)際控制過程中，也是通過手動調(diào)節(jié)這些參數(shù)以獲得好的控制性能。對電鍋爐控制系統(tǒng)，根據(jù)各個環(huán)節(jié)對電鍋爐溫度曲線的控制情況，經(jīng)過嘗試不同的參數(shù)，可以得到 26 以下一組參數(shù)，可以得到較好的控制效果， pk =， ik = , dk = 如圖 。 圖 手工調(diào)節(jié)純 PID參數(shù)響應(yīng)曲線圖 由圖 ，人工整定純 PID控制系統(tǒng)性能指標(biāo)為 :調(diào)節(jié)時間 sst =1050秒，超調(diào)量%? =0%，穩(wěn)態(tài)誤差 0sse? . 手工調(diào)節(jié)純 PID參數(shù)響應(yīng)曲線圖可以看出，其調(diào)節(jié)時間，超調(diào)量都比較小，其減小了比例環(huán)節(jié)和積分環(huán)節(jié)，使得響應(yīng)曲線圖沒有較大的振蕩和靜差，其微分環(huán)節(jié)的數(shù)值正中，如果再減小的話會在達(dá)到溫度穩(wěn)定之前的部分產(chǎn)生 振蕩，如果再加大的話其調(diào)節(jié)時間會相應(yīng)的增加，故經(jīng)過多次仿真發(fā)現(xiàn)，這個三個環(huán)節(jié)，用人工整定方法調(diào)節(jié)出來的數(shù)值對于調(diào)節(jié)電鍋爐溫度控制比較合適。 控制系統(tǒng)方案的分析與選擇 從以上三種 PID參數(shù)整定方法的仿真結(jié)果中可以看出， ZieglerNichols(齊格勒一尼柯爾斯 )參數(shù)整定 法其參數(shù)調(diào)節(jié)不是很好，系統(tǒng)調(diào)節(jié)時間較長，產(chǎn)生的超調(diào)量比較大，并且其產(chǎn)生較長時間的振蕩，這樣不利于工業(yè)生產(chǎn)，其經(jīng)濟(jì)效益較差，且會對電鍋爐產(chǎn)生一定的沖擊，會有電鍋爐有損壞，這種參數(shù)調(diào)節(jié)方法不適用于這個電鍋爐系統(tǒng)，可以舍棄。 CienHrones參數(shù)整定 相對來于 ZieglerNichols(齊格勒一尼柯爾斯 )參數(shù)整定 法其效果有明顯的改善，其調(diào)節(jié)時間和超調(diào)量都有明顯的降低，并且其振蕩不是十分嚴(yán)重。 27 但是溫度的超調(diào)量還是比較明顯，對于電鍋爐系統(tǒng)還是不是太完美的調(diào)節(jié)方式。最后的人工整定的方法經(jīng)過多次的實(shí)驗(yàn)，終于得到無論是調(diào)節(jié)時間和超調(diào)量都比較合適的方式，其可以用于相應(yīng)的生產(chǎn)中。 本章小結(jié) 本章根據(jù)電鍋爐溫度控制系統(tǒng)特性分析了溫控系統(tǒng)可選用的控制方案，介紹了 PID控制器設(shè)計在 MATLAB中的實(shí)現(xiàn)方法，并利用 Matlab的 Simulink開發(fā) 環(huán)境對 PID控制三種參數(shù)整定方案進(jìn)行研究和仿真分析，經(jīng)過多次試驗(yàn)與篩選，得到的最佳控制方案為參數(shù)人工整定 PID控制。 結(jié)論 溫度是生產(chǎn)過程和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中普遍而且重要的物理參數(shù)之一，準(zhǔn)確地測量和有效地控制溫度是優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗和安全生產(chǎn)的重要條件。目前我國的溫度控制主要以傳統(tǒng)控制方式為主，精度不高，容易造成系統(tǒng)不穩(wěn)定，易產(chǎn)生振蕩。因此如何有效、可靠地對溫度進(jìn)行控制就成為本文一個重要研究內(nèi)容。 PID控制作為一種基本的控制方案，至今在工業(yè)生產(chǎn)過程仍保持著主導(dǎo)位置，本論文采用經(jīng)典的 PID控制理論，設(shè)計一種 PID控制器 ，對電鍋爐溫度控制系統(tǒng)進(jìn)行控制。具體結(jié)論如下 : ，建立被控系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。針對電鍋爐溫控系統(tǒng)可采用的控制方案進(jìn)行了研究，提出了溫控系統(tǒng)可采用的控制方案，采用傳統(tǒng)的 PID控制，討論了這種控制方案的基本理論、實(shí)現(xiàn)形式和注意事項(xiàng)。 2，對于經(jīng)典的 PID控制分別用加入 Simith預(yù)估器、 ZieglerNichols、 ChienHrones和人工整定方法對其參數(shù)進(jìn)行整定，并用 MATLAB中的 Simulink進(jìn)行仿真分析，由仿真結(jié)果可以看出，當(dāng)采用這兩只參數(shù)整定方法的時候，其超調(diào)量 與調(diào)節(jié)時間無法滿足要求。當(dāng)電鍋爐溫度控制系統(tǒng)采用人工整定進(jìn)行控制時，超調(diào)量與調(diào)節(jié)時間的矛盾可以得到基本的解決。 本課題研制的電鍋爐溫度控制系統(tǒng)達(dá)到了調(diào)節(jié)時間短、穩(wěn)態(tài)誤差小等預(yù)期要求。但PID控制算法離實(shí)際應(yīng)用尚有許多工作要做，下一步要將控制器應(yīng)用于實(shí)踐，以完善對溫度的智能性控制。對于多輸入多輸出系統(tǒng)，需要研究多變量的 PID控制器。 28 致謝 本課題是在導(dǎo)師馬銘的悉心指導(dǎo)下完成的，在課題的研究過程中，馬老師傾注了大量的心血，他兢兢業(yè)業(yè)的工作作風(fēng)、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和寬以待人的優(yōu)秀品質(zhì)給我留下非常深刻的印象。從論 文的選題、研究方案的制定、直至論文的撰寫，均得到了馬老師的親切關(guān)懷與悉心指一導(dǎo)，花費(fèi)了他大量的時間與精力。馬老師敏銳的洞察力、淵博的學(xué)識、高度的責(zé)任感令我深受裨益。在馬老師身上，我不僅學(xué)到了正確的科研方法及豐富的知識，也學(xué)會了做人的道理。在此特向馬老師表示深深的感謝 ! 在課題的研究期間得到了師兄妹們的大量幫助，在此向他們表示衷心的感謝 ! 最后我還要向我的父母及家人表示最深摯的謝意，本人能夠完成學(xué)業(yè)離不開他們多年來的支持和幫助。在此，向所有關(guān)心和幫助過我的領(lǐng)導(dǎo)、老師、同學(xué)和朋友表示由衷的謝意 ! 參考文獻(xiàn) 1 Isidro Sanchez,Julio R B anga,AntonioA A control in Microwave bination Food Engineering,2020,46: 2129 2 蔡自興 .人工智能控制 .化學(xué)工業(yè)出版社， 2020: 110 3 馮勇 .現(xiàn)代計算機(jī)控制系統(tǒng) .哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， 1997: 213 4 der of fuzzy logic control in Sets and Systems, 1995,7 4: 3341 5 Qu Sun,Renhou Li,Ping39。 and optimal adaptive fuzzy control of plex systems using fuzzy dynamic Sets and Systems,2020, 133: 117 6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: 813 7 顧毅 .智能 控制發(fā)展綜述 .信息技術(shù)， 2020,6: 3940 8 孫新國 .電加熱常壓熱水鍋爐及其設(shè)計 .工業(yè)鍋爐， 2020, (1): 6264 9 蔣智翔，楊小昭 .一種新型的電儲熱系統(tǒng)一自儲能電鍋爐介紹 .2020中美工 29 業(yè)鍋爐先進(jìn)技術(shù)研討會會議論文集， 2020:3 80384 10 陶駿昌，陶明磊 .電鍋爐優(yōu)化設(shè)計 .中國建筑學(xué)會建筑熱能動力分會第十一 屆學(xué)術(shù)交流大會論文集 .2020:2 26229 11 陶永華 .新型 PID控制及其應(yīng)用 .機(jī)械工業(yè)出版社， 2020: 150 12 Chuen Chien uzzy Logic in Control uzzy Logic ControllerPart. 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