【正文】 24(2)根據(jù)施密斯預(yù)估控制效果整定 PI 調(diào)節(jié)器的參數(shù)。在 Simulink 環(huán)境下建立如圖 58 所示的方框圖，從仿真結(jié)果圖 59 可以看出當 和 時，?Kp30iT效果很滿意。所以可以確定與預(yù)估器并聯(lián)的 PI ()) sDsKTs??????????? 帶有施密斯預(yù)估控制器的系統(tǒng)仿真 時域系統(tǒng)的仿真在 Simulink 環(huán)境下建立如圖 510 所示的帶有密斯預(yù)估控制器的控制系統(tǒng)方框圖。系統(tǒng)的仿真圖如圖 511 所示。圖 510 施密斯預(yù)估控制器 Simulink 方框圖圖 511 施密斯預(yù)估控制器仿真圖0 500 1000 1500 2022 250001Time(s)YTransportDelay2TransportDelay1+1Transfer F2+1Transfer F1+30sTransfer FyoutTo WorkspaceStep1 Scope1內(nèi)蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè)設(shè)計說明書25TransportDelay2TransportDelay1Transfer F2Transfer F1z1Transfer FyoutTo WorkspaceStep1 Scope1 系統(tǒng)離散化的仿真實際設(shè)計的數(shù)字控制器是在工藝要求的升溫段恒和溫段兩個階段起作用，以60℃/h 的升溫速率為例，系統(tǒng)每秒的溫度變化為 ℃，而通常對退火爐控制系統(tǒng)的采樣周期經(jīng)驗值為 15～20 秒，溫度變化僅為 ℃。爐溫控制系統(tǒng)的溫度變送模塊是一個集成電路(MAX6675)，它的最小分辨率為 ℃，輸出為 12bit 的串行數(shù)據(jù)流，為了在數(shù)據(jù)處理中避免引入浮點數(shù)的處理，需要使其輸出的變化率為177。1℃，這時確定出來的系統(tǒng)采樣時間為 30 秒。本文中使用的采樣周期 。sT30?(1)在 Simulink 環(huán)境下打開圖 510，選擇 Model Discretizer 工具，其路徑是ToolsControl DesignModel Discretizer。打開 Model Discretizer 工具，各個參數(shù)的設(shè)定如圖 512 所示。最后單擊圖標 實現(xiàn)模型的裝換，變換后的模型如圖 513 所示，仿真后的圖如圖 514 所示。圖 512 Model Discretizer 界面圖 513 施密斯預(yù)估控制離散化后的 Simulink 框圖內(nèi)蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè)設(shè)計說明書26圖 514 離散化后系統(tǒng)輸出曲線(2)便于工程實現(xiàn),數(shù)字控制器在工程控制中實現(xiàn) Smith 預(yù)估控制器的結(jié)構(gòu)如圖圖 515 Smith 預(yù)估控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖515 所示。假設(shè)模型是精確的且不存在負荷擾動 [24]，則 。根據(jù)已知條件，ｍＹ ＝ Ｙ在 M 文件下編寫語句程序（見附錄）進行數(shù)字化仿真。其響應(yīng)結(jié)果如圖 516 所示。圖 516 系統(tǒng)的響應(yīng)曲線D(z)G1(z)Gp(z)Gp(z)R E1 E2 U YXmYm0 500 1000 1500 202201Time(s)Y0 500 1000 1500 2022 250001time(s)rink,yout內(nèi)蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè)設(shè)計說明書27結(jié) 論退火爐是金屬熱處理中的關(guān)鍵設(shè)備，退火爐溫度控制的品質(zhì)直接影響著產(chǎn)品的質(zhì)量與成品率。退火爐的溫度控制具有升溫速度快，慣性大，時變等特點。由于被控對象具有時變、非線性、不確定性等因素，用常規(guī) PID 控制或現(xiàn)代控制理論都難于達到滿意的控制結(jié)果。為了提高系統(tǒng)的自適應(yīng)能力和抗干擾能力，本設(shè)計針對純滯后控制系統(tǒng)設(shè)計了 Smith 預(yù)估補償控制方案，由仿真結(jié)果可以看出，加入 Smith預(yù)估控制器對大純滯后系統(tǒng)進行補償，使系統(tǒng)的超調(diào)得到了較好的控制，比單一使用 PI 控制器的控制效果要好的多，能夠有效地保持系統(tǒng)的穩(wěn)定，得到了優(yōu)良的控制品質(zhì)。消除了閉環(huán)系統(tǒng)中的較大純滯后的影響，系統(tǒng)的控制性能獲得了較大改善,基本實現(xiàn)了對系統(tǒng)的穩(wěn)定控制。在設(shè)計過程中，進一步加深了對 Smith 預(yù)估補償算法的學習，并且查閱相關(guān)文獻了解了許多退火爐的溫度控制方法。本次設(shè)計通過使用 MATLAB 軟件和編寫 MATLAB 仿真程序，增強了實踐動手能力。利用 Simulink 的函數(shù)庫控制模塊連接可以很容易地對系統(tǒng)進行仿真，能夠很直觀地分析出系統(tǒng)的特性。總之，無論是在教學研究還是工程設(shè)計中，都體現(xiàn)出了 MATLAB 軟件的強大功能。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè)設(shè)計說明書28參考文獻[1] 戈曉嵐，楊興華．金屬材料與熱處理．北京．化學工業(yè)出版社．2022[2] 何建鋒．冷軋板連續(xù)退火技術(shù)及應(yīng)用[J]．上海金屬．2022，26(4)：54－55[3] 孫增圻，等．模糊控制理論與技術(shù)．北京．清華大學出版社．1997[4] Sung Ho Jeong，Joon Jeong Yi，Jong Keun Kim，Man Yeong Ha．COMPUTER MODELING OF THE CONTINUOUS ANNEALING FURNACE．KSME Journal．1991，5(1)：16—21[5] 劉靜．冷軋罩式退火爐TI控制系統(tǒng)的研究[D]．武漢．武漢理工大學．2022[6] 竇坦明．臥式連續(xù)退火爐控制系統(tǒng)及加熱區(qū)溫度控制優(yōu)化[D]．武漢．武漢科技大學．2022[7] 謝賢金，張平．加熱爐退火爐微機自控系統(tǒng)[J]．自動化與儀器儀表．1996，5(1)：43－46[8] 陳東輝．唐鋼高線廠加熱爐燃燒模糊控制系統(tǒng)．河北理工學院學報．2022，4(5)增刊：39－44[9] 丁起英，馮麗偉，徐巖．罩式光亮退火爐與控制系統(tǒng)．工業(yè)加熱．2022，6(3)：53－55[10] 舒懷林．PID 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辭首先，我要特別感謝董朝軼老師在畢業(yè)設(shè)計過程中給予我的指導(dǎo)。在設(shè)計期間，董老師為我提供了大量的參考資料，幫我理清了設(shè)計思路，耐心講解我所提出的每一個問題。在這段時間內(nèi)，董老師兢兢業(yè)業(yè)的工作態(tài)度，孜孜不倦的教學精神,嚴謹?shù)闹螌W作風以及誨人不倦的師者風范對我產(chǎn)生了很大的影響，為我今后的工作和生活樹立了行為典范。再一次對董老師表示深深的敬意和感謝。其次，感謝大學四年以來的所有老師，我不但從他們那里學到了很多的專業(yè)知識，而且也學會了很多為人處事的道理，為我以后的工作和生活打下了良好的基礎(chǔ)。最后，感謝評審組的各位老師，感謝您們在百忙之中抽出寶貴的時間來評審我的畢業(yè)設(shè)計。由于自己的理論知識有限，所以在設(shè)計中會出現(xiàn)一些不足之處，希望各位老師加以指正，我將虛心聽取意見并努力改進，真正的掌握理解這些知識，以便以后更好的工作和學習！感謝親人、朋友和同學一直以來對我的支持和幫助！內(nèi)蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè)設(shè)計說明書19