【導(dǎo)讀】性、大慣性、大滯后和時(shí)變性的特點(diǎn)。這類電阻爐對(duì)象特性的數(shù)學(xué)模型及參數(shù)不易。精確確定，應(yīng)用現(xiàn)代控制理論往往達(dá)不到滿意的控制效果。針對(duì)這種情況則運(yùn)用模。自動(dòng)調(diào)節(jié)，使?fàn)t溫達(dá)到給定值。為了提高系統(tǒng)的自適應(yīng)能力和抗干擾能力，本文通過(guò)對(duì)SK電阻爐的特性分析，出一種自整定模糊控制算法。詳細(xì)闡述了模糊控制算法、模糊控制原理以及模糊控。制器結(jié)構(gòu)原理和設(shè)計(jì)方法。最后，利用Matlab仿真軟件，在MATLAB中的模糊邏輯工。具箱和Simulink基礎(chǔ)上，對(duì)模糊控制進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該控制具有魯。棒性強(qiáng)、動(dòng)靜態(tài)性能好和適應(yīng)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

　　

【正文】 窗口的 “ Veiw→ Rules”和“ View→ Surface”菜單命令，可得到該模糊推理系統(tǒng)的模糊規(guī)則（如圖 ） 和系統(tǒng)的輸入輸出特性曲面（如圖 ）。 圖 23 圖 （ 7）構(gòu)建完成以上模糊推理系統(tǒng)的工作，利用編輯器的“ File→ Export to Workspace”，將當(dāng)前的模糊推理系統(tǒng)以名字 FLC（系統(tǒng)自動(dòng)將其擴(kuò)展名設(shè)為 .fis）保存到 MATLAB 工作空間 模糊推理矩陣中。 建立 Simulink仿真編輯環(huán)境 在 MATLAB 命令窗口（圖 ）鍵入 Simulink 或點(diǎn)擊工具欄上的 Similink 圖標(biāo)，可以打開(kāi) Simulink 模塊庫(kù)，如圖 所示 . 24 圖 圖 25 在 Simulink 模塊 庫(kù)環(huán)境里通過(guò)選擇菜單 File→ New→ Model，或者直接點(diǎn)擊工具欄上的 相應(yīng) 圖標(biāo)可以創(chuàng)建一個(gè)新 的模型。 如圖 。 圖 建立仿真系統(tǒng) 以下示建立該系統(tǒng)模糊邏輯所用的模塊庫(kù) Simulink， Simulink Extras 和 Fuzzy Logic Toolbox，圖 所示 26 圖 27 將所需要的模塊拖到仿真模型編輯主窗口中，連接端口，形成如圖 所示的系統(tǒng)仿真連接圖。 圖 在本系統(tǒng)中， 模糊控制器的兩個(gè)輸入上限幅均為 6，下限幅均為 6；控制信號(hào))(1tu 的上限幅為 5V，下限幅為 0V。 在這里著重說(shuō)明一下如何將模糊推理系統(tǒng)與 Simulink 相連接。 雙擊系統(tǒng)連接圖中的 Fuzzy Logic Controller 名稱，將其改為 新 的名稱， FLC。將模糊推理系統(tǒng)仿真界面中建立的模糊系統(tǒng) FLC 打開(kāi)。操作步驟 如下：在 MATLAB命令窗口中輸入 fuzzy→ Enter，出現(xiàn) FIS Edit 編輯畫(huà)面，單擊 File→ Import→ From Disk，打開(kāi)之前建立 的系統(tǒng)模糊推 理系統(tǒng) ；接著單擊 File→ Export→ To Workspace，打開(kāi)如圖 。 28 圖 在 Workspace variable欄內(nèi)填入 FLC，單擊 OK 按鈕。這樣就將模糊推理系統(tǒng)FIS所構(gòu)建的參數(shù)傳遞給模糊推理系統(tǒng)仿真編輯圖形化窗口中名稱為 FLC的 Fuzzy Logic Controller?，F(xiàn)在就可以進(jìn)行系統(tǒng)的仿真。 系統(tǒng)的仿真及分析 首先按照上面初選的一組的參數(shù) eK =， cK =， uK =， iK = 進(jìn)行仿真，當(dāng)系統(tǒng)輸入為階越信號(hào) )(tr =400℃時(shí)，其系統(tǒng)響應(yīng)如圖 ，系統(tǒng)無(wú)靜差，最大超調(diào) 15℃。 圖 再將系數(shù) eK 變?yōu)?，其他參數(shù)不變，再次仿真，其系統(tǒng)響應(yīng)如圖 所示。系統(tǒng)超調(diào)明顯見(jiàn)效，最大超調(diào)量為 2℃。 圖 29 在系統(tǒng)參數(shù)保持不變的的情況下， eK =， cK =， uK =， iK =， 改變被控對(duì)象的模型，再次仿真。參看圖 系統(tǒng)階躍響應(yīng)曲線。 曲線 1 對(duì)應(yīng)被控對(duì)象數(shù)學(xué)模型為 1100125)( ?? ssG 曲線 2對(duì)應(yīng)的被控對(duì)象數(shù)學(xué)模型為 175125)( ?? ssG 曲線 3 對(duì)應(yīng)的被控對(duì)象數(shù)學(xué)模型為 ?)(sG 1301057 1252 ?? ss 可見(jiàn)系統(tǒng)的性能指標(biāo)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，且魯棒性好。 30 結(jié) 論 本論文 內(nèi)容是電阻爐 溫 度 模糊控制系統(tǒng)的研究。通過(guò)將模糊控制 基于電阻爐 的溫度控制 的仿真實(shí)驗(yàn) ，取得了滿意的控制效果。 研究 電阻 爐溫度控制系統(tǒng)這一復(fù)雜、非線性系統(tǒng)的模糊自適應(yīng)控制，設(shè)計(jì)了控制器，并進(jìn)行了模糊自適應(yīng)控制 的 仿真實(shí)驗(yàn)研究。 課題設(shè)計(jì)系統(tǒng)具有以下 特點(diǎn) ： （ 1） 本系統(tǒng) 電阻爐 設(shè)計(jì)額定 功率 為 180KW， 溫度控制范圍為 0~500℃，控制精度4℃，顯示精度為 1℃。 （ 2） 控 制算法中使用了 模糊 控制方式， 從而能夠很好的控制大延遲系統(tǒng)， 使得控制系統(tǒng)的自適應(yīng)性，魯棒性更優(yōu)。 模糊控制針對(duì)復(fù)雜的，非線性 的， 時(shí)變的 ， 多變量的系統(tǒng)是一種很好的控制方法。它能夠很大程度的抑制系統(tǒng)的干擾，適應(yīng)被控系統(tǒng)的參數(shù)擾動(dòng)。 （ 3） 通過(guò) 了 MATLAB 中的 Simulink 和 Fuzzy 工具箱的使用，完成了模糊自適應(yīng)控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)仿真 研究 。模糊自適應(yīng)控制器 有： 階躍響應(yīng)曲線上升快，調(diào)節(jié)精度提高，過(guò)渡過(guò)程時(shí)間短，超調(diào)量小 等優(yōu)點(diǎn)，這些都是傳統(tǒng)的 PID 控制難以精確完成的 。 提高控制系統(tǒng)的智能化，最優(yōu)化是今后 模糊 控制的目標(biāo)， 這樣可以進(jìn)一步提高系統(tǒng)的控制效果，更加完善 模糊 控制器。 31 模糊控制應(yīng)用的前景及展望 作為人工智能的一種新研究領(lǐng)域，模糊控制吸收借鑒了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法和其他新技術(shù)的精華，在諸多領(lǐng)域取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展．在新型的電力電子和自動(dòng)控制系統(tǒng)中，有些專家在線性功放的加設(shè)條件下，把模糊控制應(yīng)用于為基礎(chǔ)的伺服電機(jī)控制中，在把模糊控制系統(tǒng)與 PID 及模型參考自適應(yīng)控制（ MRAC）進(jìn)行比較后證明了模糊控制方法的優(yōu)越性．另有專家開(kāi)發(fā)了應(yīng)用于矢量控制感應(yīng)電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的模糊自適應(yīng)控制器 模糊控制作為一項(xiàng)正在發(fā)展的新技 術(shù)，目前在大多數(shù)專家還把主要精力放在應(yīng)用系統(tǒng)研究上，并取得了相當(dāng)?shù)某晒?，但在理論研究和系統(tǒng)分析上還是相對(duì)落后的，以至于一些學(xué)者質(zhì)疑其理論依據(jù)和有效性．鑒于此可以明確得知：模糊控制理論和實(shí)踐的結(jié)合仍有待于進(jìn)一步探索．其發(fā)展前景是十分誘人的，而且在近年來(lái)，其理論研究也取得了顯著進(jìn)展．在近四十年的發(fā)展進(jìn)程中，模糊控制也有一些局限性：１）控制精度低，性能不高，穩(wěn)定性較差；２）理論體系不完整；３）自適應(yīng)能力低．對(duì)于這些弱點(diǎn)，模糊控制與一些其他新技術(shù)，比如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ＮＮ），遺傳算法相結(jié)合，向更高層次的應(yīng)用發(fā)展拓展了巨大 的空間． 32 參 考 文 獻(xiàn) [1] 林浩 ． 模糊 PID控制仿真研究 [D]． 貴州：貴州大學(xué)碩士學(xué)位論文， 2020. [2] 諸靜 ． 模糊控制原理與應(yīng)用 [M]． 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 , . [3] 王樹(shù)青等 ． 先進(jìn)控制技術(shù)及應(yīng)用 [J].北京化學(xué)工業(yè)出 2020(7): 130164. [4] 徐蔚鴻 ． 模糊控制系統(tǒng)中模糊推理研究 [D]． 南京： 南京理工大學(xué)博士學(xué)位論文， 2020. [5] 吳守憲 ． 模糊控制器的應(yīng)用 [J]． 西南民族學(xué)院學(xué)報(bào) ,自然科學(xué)版 ,1994(1)： 25. [6] 楊明欣 ． 溫度測(cè)量處理變送器設(shè)計(jì) [J]． 電子設(shè)計(jì)應(yīng)用 ,2020(3): 3133. [7] 何立民 ． MCS51系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì) [J]． 北京 :航空航天大學(xué)出版社 ,2020(2):42. [8] 張雪君 ． 單片機(jī)溫度模糊控制系統(tǒng) [J]． 電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào) ， 1999(1)： 23. [9] 陳新華 ． MATLAB 軟件在 電阻爐 水位模糊控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 [J]． 煤礦自動(dòng)化，2020(1)： 23. [10]李朝陽(yáng) ． 基于模糊控制溫控系統(tǒng)的研究 [D]． 新疆 ： 新疆大學(xué)碩士學(xué)位論文 ，2020. [11]姜培剛 ． 模糊技術(shù) 在爐溫控制中的應(yīng)用 [J]. 中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) ， 2020(1)： 16. [12]段玉波 ,趙萬(wàn)春等 ． 一種新的自適應(yīng)模糊規(guī)則的算法 [J]． 自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用 ，2020(1)： 12. [13]陳曉紅 .模糊控制器在電阻爐溫度控制中的應(yīng)用 [J]． 測(cè)控技術(shù) ,1996(1)： 25. [14]程啟明 .8098 單片機(jī)電阻爐溫度控制系統(tǒng) [J]． 計(jì)算機(jī)應(yīng)用 , 1993(1)： 13. [15] Heung Jae Lee,Deung Yong Park,Bok Shin Ahn. A fuzzy expert system for the integrated fault diagnoisis[J]. IEEE Transitions on Power ,15(2):9297. [16]趙國(guó)強(qiáng) ,李新春 ,賈樹(shù)良 . 電阻爐溫控系統(tǒng)模糊控制器 [M]． 遼寧：遼寧工程技術(shù)大學(xué)電子與信系工程系 ． 2020． 1619. [17]張文修 ,梁廣錫 . 模糊控制與系統(tǒng) [M]． 西安 ： 西安交通大學(xué)出版社 ,1998． 2123. [18]陳 麗 . 基于 MATLAB(SLMULINK)語(yǔ)言的爐溫模糊控制系統(tǒng)仿真 [J]． 邢臺(tái)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào) ， 2020(1)： 12. 33 致 謝 總結(jié)這四年的學(xué)習(xí)工作成果之際， 我首先要對(duì)我的導(dǎo)師 楊金顯 對(duì)我學(xué)業(yè)上的悉心教導(dǎo)和幫助表示誠(chéng)摯的謝意。正是在您精心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下，才能在學(xué)習(xí)上有所收獲，并即將順利完成學(xué)業(yè)。 在論文完稿之際，謹(jǐn)向教導(dǎo)和幫助我的師長(zhǎng)、朋友、同學(xué)，以及默默支持和鼓勵(lì)我的親人們致以最誠(chéng)摯的謝意和最衷心的祝福 ! 從論文的前期準(zhǔn)備到 軟硬件系統(tǒng)， MATLAB 仿真 ，直至 論文 完成 ，一直是在 楊 老師的悉心指導(dǎo)、關(guān)懷和幫助下， 才能一步一步修改完成 課題的研究 。這 兩個(gè)多月的時(shí)間里，在學(xué)習(xí)上、 課題 研究中 的各個(gè)方面 ，得到了 白 老師無(wú)微不至的關(guān)懷和幫助。從課題的選取、資料的搜集、內(nèi)容的指導(dǎo)一直 到論文的撰寫(xiě) ，都 體現(xiàn)出 楊 老師嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)態(tài)度、活躍的學(xué)術(shù)思想、豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及科學(xué)的創(chuàng)新精神，這些都使我受益匪淺。自始至終，白老師對(duì)我的論文工作投入了很大的精力和指導(dǎo)，本文的成功完成凝聚著您辛勤的汗水。 我在此表達(dá)對(duì)您 深深的敬意和由衷的謝意。 我 還 要深深的感謝在 學(xué)校 學(xué)習(xí) 的 四年 過(guò)程中給予我?guī)椭睦蠋焸儯麄儑?yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和廣博的知識(shí)將每時(shí)每刻激勵(lì)著我前進(jìn)， 同時(shí)我還要感謝同學(xué)、親人和朋友們對(duì)我的支持與幫助，使我能夠克服課題中退到的問(wèn)題，順利完成論文。 最后，我向參加我的論文答辯 ，為我做整體的評(píng)價(jià)、指導(dǎo)，提出寶貴意見(jiàn) 的各位老師 表示衷心的感謝 ! 謹(jǐn)向所有關(guān)心和幫助過(guò)我的人致以衷心的感謝 !