【正文】 圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫3）畢業(yè)論文須用A4單面打印，論文50頁以上的雙面打印4）圖表應(yīng)繪制于無格子的頁面上5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔1）設(shè)計(jì)（論文）2）附件：按照任務(wù)書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂3）其它33。：任務(wù)書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。 學(xué)?？梢怨颊撐模ㄔO(shè)計(jì)）的全部或部分內(nèi)容。 作者簽名： 日期： 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）授權(quán)使用說明本論文（設(shè)計(jì)）作者完全了解**學(xué)院有關(guān)保留、使用畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的規(guī)定，學(xué)校有權(quán)保留論文（設(shè)計(jì)）并向相關(guān)部門送交論文（設(shè)計(jì)）的電子版和紙質(zhì)版。據(jù)我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文（設(shè)計(jì)）不包含其他個人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。 and optimal adaptive fuzzy control ofplex systems using fuzzy dynamic Sets and Systems,2003,133: 117，1999: 8137 ，2002,6: 39408 ，2000, (1): 62649 蔣智翔，業(yè)鍋爐先進(jìn)技術(shù)研討會會議論文集，2004:3 8038410 陶駿昌，:2 2622911 ，2002: 15012 Chuen Chien uzzy Logic in Control uzzy Logic ControllerPart.IEEE Trans,on Systems,Man and Cybenretics,1 990,2 0(2):4 0441813 王耀南，2001,22 (5) : 232514 ，1993: 82015 Zhang Bin, Wang Jingcheng, Zhang Ranmin. Dynamic model of reheatingFurnace based on fuzzy system and genetic .Control Theory amp。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。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。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。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。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。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)。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(jì)一種PID控制器，對電鍋爐溫度控制系統(tǒng)進(jìn)行控制。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。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(jì)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。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。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。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)，可以得到以下一組參數(shù)，可以得到較好的控制效果， =，= , = 。 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。 ChienHrones參數(shù)整定純PID控制響應(yīng)曲線圖，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= 1280秒，超調(diào)量=11%,穩(wěn)態(tài)誤差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。 ZieglerNichois參數(shù)整定純PID控制響應(yīng)曲線圖，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=1870秒，超調(diào)量=25%，穩(wěn)態(tài)誤差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。當(dāng)被控對象的傳遞函數(shù)可以近似為帶延遲的一階系統(tǒng): (43),方法 參數(shù)表Table The table of parameter控制器類型 p 0PI0PID用 法用ZieglerNichols法則調(diào)整PID控制器，給出下列公式： （44）由電鍋爐溫度控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)得:K=，T=120秒，=122秒。第四章控制系統(tǒng)仿真研究 PID控制器設(shè)計(jì)在 : 電鍋爐PID控制系統(tǒng)仿真結(jié)構(gòu)圖 仿真結(jié)構(gòu)圖與仿真步驟簡介 PID子模塊，這個子模塊的功能就是實(shí)現(xiàn)PID操作的功能，在其中的Gain、GainGain2模塊中分別輸入、在不同參數(shù)整定方法下得出的數(shù)值可以控制PID實(shí)現(xiàn)不同的調(diào)節(jié)功能。（4） 設(shè)置仿真參數(shù)，運(yùn)行仿真。（2） 建立空白模型窗口。3 Simunlink 仿真過程在已知系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型活系統(tǒng)框圖的情況下，利用Simunlink進(jìn)行建模仿真的基本步驟如下。單擊Simunlink庫瀏覽器左側(cè)的子模塊庫標(biāo)題，在庫瀏覽器右側(cè)顯示該庫的所有模塊。Subsystems（接口與子系統(tǒng)）模塊庫、Signal Attributes（信號屬性）模塊庫、Signal Routing（信號路由）模塊庫、Sinks（輸出）模塊庫、Sources（信號源）模塊庫、UserDefined Functions（用戶自定義）模塊庫、Additional Mathamp。（3）單擊MATLAB主窗口工具欄中的“Simunlink”工具。（1）在Command Window 輸入“Simunlink”命令。本文的所有仿真都是在Simulink 中完成的。它除了包括輸入模塊、輸出模塊、連續(xù)模塊、離散模塊、函數(shù)和表模塊、數(shù)學(xué)模塊、非線性模塊、信號模塊以及子系統(tǒng)模塊外，還包括各個工具箱特有的模塊，如模糊邏輯工具箱的模糊邏輯控制器模塊。Simulink具有適用面廣、結(jié)構(gòu)和流程清晰及仿真精細(xì)、貼近實(shí)際、效率高、靈活等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于控制理論和數(shù)字信號處理等復(fù)雜系統(tǒng)的仿真和設(shè)計(jì)。Simulink是Simulation（仿真）與Link（鏈接）的簡寫形式，它是一個動態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和綜合分析的集成環(huán)境。MATLAB4x版在繼承和發(fā)展其原有數(shù)值計(jì)算和圖形處理能力的同時，還推出了符號計(jì)算工具包、Notebook和一個交互式操作的動態(tài)系統(tǒng)建模、仿真、分析集成環(huán)境Simulink。除原有的數(shù)值計(jì)算能力外，還增加了圖形處理功能。它是集命令翻譯、科學(xué)計(jì)算于一身的一套交互式軟件系統(tǒng)。 MATLAB簡介 MATLAB是美國MathWorks公司出品的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件，用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計(jì)算的高級技術(shù)計(jì)算語言和交互式環(huán)境，主要包括MATLAB和Simulink兩大部分。一般作法是給調(diào)節(jié)對象輸入到使被控對象開環(huán)穩(wěn)定運(yùn)行于實(shí)際工況附近，并以此輸出值作為縱坐標(biāo)的原點(diǎn)(0值)，然后在加一階躍輸入信號，使被控對象輸出隨之發(fā)生變化，最后穩(wěn)定在一個值。曲線上變化最快處作切線，與t軸交于B點(diǎn)，交穩(wěn)態(tài)值的漸近線于A點(diǎn)，A點(diǎn)在t軸的投影為C點(diǎn)，則OB為過程量滯后時間，BC為過程的時間常數(shù)T，此處分別為122s和120s。水溫的檢測元件采用數(shù)字式傳感器。 ① 自由升溫段:要求鍋爐水溫快速升至溫度設(shè)定值。 2. 溫度控制通過單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，由控制算法計(jì)算出輸出量，根據(jù)輸出量判斷繼電器的通斷。本章通過對系統(tǒng)采用不同的參數(shù)調(diào)整策略，得出它們各自的仿真結(jié)果，然后進(jìn)行分析比較，從中找出一個合乎要求的解決方案。 第3章控制系統(tǒng)特性及仿真工具的研究 仿真是對實(shí)際過程的模擬，系統(tǒng)仿真就是在數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，以計(jì)算機(jī)為工具對系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究的一種方法。本文在分析電鍋爐溫度控制系統(tǒng)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出用一階慣性滯后環(huán)節(jié)來描述溫控系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。 控制系統(tǒng)能否穩(wěn)定的處于自動運(yùn)行狀態(tài)，與控制器PID參數(shù)整定具有重要的關(guān)系，要多采用幾種參數(shù)整定方法，選取最佳方案。在PID控制算法中，差分項(xiàng)對數(shù)據(jù)誤差和干擾特別敏感。為了消除干擾的影響，除了在硬件采取相應(yīng)的措施以外，在控制算法上也要采取一定的措施。 數(shù)字PID控制器的輸入量是系統(tǒng)的給定值r和系統(tǒng)實(shí)際輸出y的偏差值e。 過限消弱積分法就是在控制變量進(jìn)入飽和區(qū)后，程序只執(zhí)行削弱積分項(xiàng)的運(yùn)算，而停止增大積分項(xiàng)的運(yùn)算。而對時間常數(shù)較大的被控對象，在階躍響應(yīng)作用下，偏差通常不會在幾個采樣周期內(nèi)消除掉，積分項(xiàng)的作用就可能使輸出值超過正常范圍，造成較大的超調(diào)。對于有經(jīng)驗(yàn)的儀表工大多是按照自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來確定控制器的選擇。 在使用模擬控制器時，由于各行各業(yè)應(yīng)用對象的特性是不相同的，如對象很敏感，或被控流量常是脈動狀態(tài)時，就不應(yīng)再用微分功能了，否則會使脈動信號變化加劇。Zi