【正文】 定值后要求溫度維持設(shè)定值基本不變。 溫度飛升曲線 電鍋爐的溫度控制系統(tǒng)是常見的確定性系統(tǒng)，采用飛升曲線測量方法，測出鍋爐溫控制系統(tǒng)的飛升曲線，即可得到控制對象的數(shù)學(xué)模型。 這里要說明的是:在測試飛升曲線時(shí)，一般階躍信號不從零開始，否則會(huì)使系統(tǒng)造成很大的非線性，影響被測對象的正常工作。 由此方法可以得到電鍋爐溫度系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為 （31） 仿真是控制系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)研究的重要方法，通過仿真來分析各種控制策略和方案對控制系統(tǒng)的性能，優(yōu)化相關(guān)參數(shù)，以獲得最佳控制效果。 MATLAB(MATrix LABoratory，即矩陣實(shí)驗(yàn)室)是CleveMfoer博士在New Mexico大學(xué)講授線性代數(shù)時(shí)，發(fā)現(xiàn)用高級語言編程極為不便而構(gòu)思開發(fā)的。系統(tǒng)經(jīng)過幾年的試用之后，Moler博士等一批數(shù)學(xué)家與軟件專家組建了一個(gè)名為Mathworks的軟件開發(fā)公司，專門擴(kuò)展并改進(jìn)MATLAB，推出了該軟件的正式版本。MathwbrkS 。 Simulink簡介和使用 Simulink簡介與開發(fā)環(huán)境Simulink是MATLAB最重要的組件之一，Math Works 公司在推出MATLAB的同時(shí)還推出了最新版本的Simulink。在該環(huán)境中，不用大量的書寫程序，而只需要通過簡單直觀的鼠標(biāo)操作，就可以構(gòu)造出復(fù)雜的系統(tǒng)模型。Simnlink 是一個(gè)用來對動(dòng)態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行建模、仿真和分析的軟件包四。用戶可以利用這些模塊搭建自己的系統(tǒng)并進(jìn)行仿真，通過更改這些模塊的參數(shù)提高系統(tǒng)的性能，最終得到合乎自己設(shè)計(jì)要求的系統(tǒng)。 Simulink應(yīng)用1 Simunlink啟動(dòng)啟動(dòng)MATLAB軟件之后，可以通過3種方式打開Simunlink工具箱（也稱為Simunlink模塊庫，瀏覽器）。（2）單擊MATLAB主窗口左下角的“Start”按鈕，在彈出的快捷鍵菜單中選擇“Simunlink”——“Library Browser“命令。2 Simunlink組成Simunlink 模塊庫中共包含16個(gè)子模塊庫，它們是Commonly Used Blocks （常用模塊庫）、Continuous （連續(xù)）系統(tǒng)模塊庫、Discontinuities（非連續(xù)）系統(tǒng)模塊庫、Discrete（離散）系統(tǒng)模塊庫、logic and Bit Operations (邏輯與位操作)模塊庫、Lookup Tables （查詢表）模塊庫、Math Operations（數(shù)學(xué)操作）模塊庫、Model Verification（模型驗(yàn)證）模塊庫、Modelwide Utilities、Portsamp。 Discrete（附加數(shù)學(xué)和離散系統(tǒng)）模塊庫。也可以右擊子模塊庫標(biāo)題，在彈出的快捷菜單中選擇“Open”命令，彈出子模塊庫獨(dú)立窗口。（1） 啟動(dòng)Simunlink，打開Simunlink庫瀏覽器。（3） 由控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型或結(jié)構(gòu)框圖建立Simunlink仿真模型。（5） 輸出仿真結(jié)果。，其產(chǎn)生一個(gè)階躍信號，并且控制初始條件，本論文中的初始條件是在60℃下的電鍋爐溫度系統(tǒng)仿真，所以需要把其Final value 參數(shù)改成60，具體情況如下圖 階躍信號輸入模塊 Delay 為信號延遲模塊，其起到信號延遲的功能，由于電鍋爐溫度飛升曲線可以知道，其溫度并不是從一開始就上升，而是有一定的延遲，根據(jù)其曲線可知其延遲時(shí)間為122s，故其應(yīng)該在這個(gè)模塊中輸入這個(gè)延遲參數(shù)，具體情況如下圖 延遲信號輸入模塊 PID參數(shù)的整定 (齊格勒一尼柯爾斯)參數(shù)整定 它是在實(shí)驗(yàn)階躍響應(yīng)的基礎(chǔ)上，或者是在僅采用比例控制作用的條件下，根據(jù)臨界穩(wěn)定性中的值建立起來的。得==244秒，==61秒根據(jù)齊格勒一尼柯爾斯參數(shù)調(diào)整法則得PID三個(gè)參數(shù)為: ==== 圖 ℃時(shí)，在該參數(shù)下的系統(tǒng)仿真響應(yīng)曲線圖。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)，(CHR)參數(shù)整定法則: 參數(shù)表Table The table of parameter控制器類型KpTiTdP∞0PI0PIDT得=122秒， ==61秒根據(jù) ChienHrones參數(shù)調(diào)整法則的PID三個(gè)參數(shù)為Kp==120／（122）== Kp／Ti=／120== KpTd=61=℃時(shí)，在該參數(shù)下得仿真曲線圖。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。實(shí)際控制過程中，也是通過手動(dòng)調(diào)節(jié)這些參數(shù)以獲得好的控制性能。 手工調(diào)節(jié)純PID參數(shù)響應(yīng)曲線圖，人工整定純PID控制系統(tǒng)性能指標(biāo)為:調(diào)節(jié)時(shí)間=1050秒，超調(diào)量=0%，穩(wěn)態(tài)誤差.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(shí)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(huì)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(shí)間會(huì)相應(yīng)的增加，故經(jīng)過多次仿真發(fā)現(xiàn)，這個(gè)三個(gè)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。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(shí)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。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(shí)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。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。因此如何有效、可靠地對溫度進(jìn)行控制就成為本文一個(gè)重要研究內(nèi)容。具體結(jié)論如下:，建立被控系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。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(shí)候，其超調(diào)量與調(diào)節(jié)時(shí)間無法滿足要求。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(shí)間短、穩(wěn)態(tài)誤差小等預(yù)期要求。對于多輸入多輸出系統(tǒng)，需要研究多變量的PID控制器。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(shí)間與精力。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(shí)，也學(xué)會(huì)了做人的道理。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 inMicrowave bination Food Engineering,2000,46: 21292 ，2005: 1103 ，1997: 2134 der of fuzzy logic control in Sets andSystems, 1995,7 4: 33415 Qu Sun,Renhou Li,Ping39。 Application,2003,20(2):29329616 Filatov N M，Keuchel al .Dual control for unstable mechanical Control Syslems，1996，16(4):31372(4 ): 29426917 Balur C，Kasparian Expert J Control，1991，54(4):867 88118 ，2002:102619樓順天，胡昌華，電子科技大學(xué)出版社，2003: 245620 Tjoro S，Shah S PID of the 1985 AmericanContorl Control Conefere，1985:1528153421 ，1997，(4):606422 Petrov M，Ganchev l，Taneva PID control of nonlinear plants.Intelligent Systems .2002 First Intemational IEEE Symposium,2002,203523 劉國榮， PID ，1995，10(6):55856224 Tso， Fung， Developnlent of FuzzylogicControllers form Multlvable Linear Trans Systems，Man andCybemetics，1997,27(3):12512725 ，I997(2):243026 Honda,Hiroyuki,Kobayashi, Control of ofBioscience and Bioengineering,2000: 40140827 PIDFuzzy 表,1996 (5):304028 ，2004: 115125 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）原創(chuàng)性聲明本人所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）是我在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。對本論文（設(shè)計(jì)）的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中作了明確說明并表示謝意。有權(quán)將論文（設(shè)計(jì)）用于非贏利目的的少量復(fù)制并允許論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)入學(xué)校圖書館被查閱。保密的論文（設(shè)計(jì)）在解密后適用本規(guī)定。 作者簽名： 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 日期： 注 意 事 項(xiàng)（論文）的內(nèi)容包括：1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作）2）原創(chuàng)性聲明3）中文摘要（300字左右）、關(guān)鍵詞4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁（附件不統(tǒng)一編入）6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論7）參考文獻(xiàn)8）致謝9）附錄（對論文支持必要時(shí)）：理工類設(shè)計(jì)（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于1萬字（不包括圖紙、程序清單等）。、圖表要求：1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯(cuò)別字，不準(zhǔn)請他人代寫2）工程設(shè)計(jì)類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計(jì)算機(jī)繪制，所有圖紙應(yīng)符合國家技術(shù)標(biāo)