基于pid控制的電鍋爐溫度控制系統的仿真畢業論文-資料下載頁

　　

【正文】 ChienHrones參數整定純PID控制響應曲線圖，ChienHrones參數整定純PID控制系統性能指標為:調節時間= 1280秒，超調量=11%,穩態誤差ChienHrones參數整定純PID控制響應曲線圖可以看出其靜差較大，這是由于積分環節較大導致的，可以適當的減小積分環節的數值，來減少其與穩定時刻之間的溫度與差。其比例環節和微分環節相對來說比較小，沒有較大的振蕩。 仿真結果分析可見，用經典的方法算出的PID參數不一定能滿足控制要求。實際控制過程中，也是通過手動調節這些參數以獲得好的控制性能。對電鍋爐控制系統，根據各個環節對電鍋爐溫度曲線的控制情況，經過嘗試不同的參數，可以得到以下一組參數，可以得到較好的控制效果， =，= , = 。 手工調節純PID參數響應曲線圖，人工整定純PID控制系統性能指標為:調節時間=1050秒，超調量=0%，穩態誤差.手工調節純PID參數響應曲線圖可以看出，其調節時間，超調量都比較小，其減小了比例環節和積分環節，使得響應曲線圖沒有較大的振蕩和靜差，其微分環節的數值正中，如果再減小的話會在達到溫度穩定之前的部分產生振蕩，如果再加大的話其調節時間會相應的增加，故經過多次仿真發現，這個三個環節，用人工整定方法調節出來的數值對于調節電鍋爐溫度控制比較合適。從以上三種PID參數整定方法的仿真結果中可以看出，ZieglerNichols(齊格勒一尼柯爾斯)參數整定法其參數調節不是很好，系統調節時間較長，產生的超調量比較大，并且其產生較長時間的振蕩，這樣不利于工業生產，其經濟效益較差，且會對電鍋爐產生一定的沖擊，會有電鍋爐有損壞，這種參數調節方法不適用于這個電鍋爐系統，可以舍棄。CienHrones參數整定相對來于ZieglerNichols(齊格勒一尼柯爾斯)參數整定法其效果有明顯的改善，其調節時間和超調量都有明顯的降低，并且其振蕩不是十分嚴重。但是溫度的超調量還是比較明顯，對于電鍋爐系統還是不是太完美的調節方式。最后的人工整定的方法經過多次的實驗，終于得到無論是調節時間和超調量都比較合適的方式，其可以用于相應的生產中。本章根據電鍋爐溫度控制系統特性分析了溫控系統可選用的控制方案，介紹了PID控制器設計在MATLAB中的實現方法，并利用Matlab的Simulink開發環境對PID控制三種參數整定方案進行研究和仿真分析，經過多次試驗與篩選，得到的最佳控制方案為參數人工整定PID控制。結論溫度是生產過程和科學實驗中普遍而且重要的物理參數之一，準確地測量和有效地控制溫度是優質、高產、低耗和安全生產的重要條件。目前我國的溫度控制主要以傳統控制方式為主，精度不高，容易造成系統不穩定，易產生振蕩。因此如何有效、可靠地對溫度進行控制就成為本文一個重要研究內容。PID控制作為一種基本的控制方案，至今在工業生產過程仍保持著主導位置，本論文采用經典的PID控制理論，設計一種PID控制器，對電鍋爐溫度控制系統進行控制。具體結論如下:，建立被控系統的數學模型。針對電鍋爐溫控系統可采用的控制方案進行了研究，提出了溫控系統可采用的控制方案，采用傳統的PID控制，討論了這種控制方案的基本理論、實現形式和注意事項。2，對于經典的PID控制分別用加入Simith預估器、ZieglerNichols、ChienHrones和人工整定方法對其參數進行整定，并用MATLAB中的Simulink進行仿真分析，由仿真結果可以看出，當采用這兩只參數整定方法的時候，其超調量與調節時間無法滿足要求。當電鍋爐溫度控制系統采用人工整定進行控制時，超調量與調節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達到了調節時間短、穩態誤差小等預期要求。但PID控制算法離實際應用尚有許多工作要做，下一步要將控制器應用于實踐，以完善對溫度的智能性控制。對于多輸入多輸出系統，需要研究多變量的PID控制器。致謝本課題是在導師馬銘的悉心指導下完成的，在課題的研究過程中，馬老師傾注了大量的心血，他兢兢業業的工作作風、科學嚴謹的治學態度和寬以待人的優秀品質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懷與悉心指一導，花費了他大量的時間與精力。馬老師敏銳的洞察力、淵博的學識、高度的責任感令我深受裨益。在馬老師身上，我不僅學到了正確的科研方法及豐富的知識，也學會了做人的道理。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，本人能夠完成學業離不開他們多年來的支持和幫助。在此，向所有關心和幫助過我的領導、老師、同學和朋友表示由衷的謝意!參考文獻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。 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，業鍋爐先進技術研討會會議論文集，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。 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 畢業論文（設計）原創性聲明本人所呈交的畢業論文（設計）是我在導師的指導下進行的研究工作及取得的研究成果。據我所知，除文中已經注明引用的內容外，本論文（設計）不包含其他個人已經發表或撰寫過的研究成果。對本論文（設計）的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中作了明確說明并表示謝意。 作者簽名： 日期： 畢業論文（設計）授權使用說明本論文（設計）作者完全了解**學院有關保留、使用畢業論文（設計）的規定，學校有權保留論文（設計）并向相關部門送交論文（設計）的電子版和紙質版。有權將論文（設計）用于非贏利目的的少量復制并允許論文（設計）進入學校圖書館被查閱。學校可以公布論文（設計）的全部或部分內容。保密的論文（設計）在解密后適用本規定。 作者簽名： 指導教師簽名： 日期： 日期： 注 意 事 項（論文）的內容包括：1）封面（按教務處制定的標準封面格式制作）2）原創性聲明3）中文摘要（300字左右）、關鍵詞4）外文摘要、關鍵詞 5）目次頁（附件不統一編入）6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結論7）參考文獻8）致謝9）附錄（對論文支持必要時）：理工類設計（論文）正文字數不少于1萬字（不包括圖紙、程序清單等）。：任務書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復印件）。、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，無錯別字，不準請他人代寫2）工程設計類題目的圖紙，要求部分用尺規繪制，部分用計算機繪制，所有圖紙應符合國家技術標準規范。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準用徒手畫3）畢業論文須用A4單面打印，論文50頁以上的雙面打印4）圖表應繪制于無格子的頁面上5）軟件工程類課題應有程序清單，并提供電子文檔1）設計（論文）2）附件：按照任務書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復印件）次序裝訂3）其它33