基于单片机的模糊PID炉温控制系统设计和实现 电气自动化专业VIP免费

摘要电热炉是在工业热处理的生产中广泛使用的一种设备，电热炉的温度控制系统存在时变性，非线性，滞后性等特征，难以用常规PID的控制器对系统达到很好的控制效果。当控温精度的要求高时，使用传统的控制理论方法难以达到理想控制效果。因此，将模糊控制规则加入对PID参数的调整，使炉温的控制效果得到良好的提升。本文借助MATLAB下的Simulink工具箱来对照观察仿真图像，对常规PID控制和模糊PID控制方法进行仿真的分析。通过实验结果可以看出当采用常规PID进行控制时，只能满足最基本的控制要求，但存在许多缺陷像超调量大、前期震荡大等。采用模糊PID控制时，系统的控制变得更加稳定，调节时间缩短且超调量小等性能指标，模糊PID控制方式比传统PID控制方式有更加出色的控制效果，最终希望模糊PID控制方式在实际中有更深入的应用，促进本理论在控制炉温应用方面的推广和发展。本文在硬件的设计上，给出了硬件系统各个模块的设计，系统以AT89C51位核心，研究一种基于模糊PID控制的温度控制系统。关键词模糊PID仿真温度控制AT89C51单片机IAbstractElectricheatingfurnaceisakindofequipmentwhichiswidelyusedintheproductionofheattreatmentindustry,electricheatingfurnacetemperaturecontrolsysteminthepresenceofdegeneration,andthenonlinear,hystereticcharacteristics,itisdifficulttoconventionalPIDcontrolleronthesystemreachedagoodcontroleffect.Whentemperaturecontrolaccuracyishigh,theidealcontroleffectisdifficulttoachievewiththetraditionalcontroltheory..Therefore,thefuzzycontrolruleisaddedtothePIDparameteradjustment,thecontroleffectoftemperaturetogetgoodascension.WiththehelpofMATLABSimulinktoolboxtocontrolobservationundersimulatedimagesonconventionalPIDcontrolandfuzzyPIDcontrolmethodsimulationanalysis.TheexperimentalresultscanbeseenwhenusingconventionalPIDcontrol,wecanonlymeetthemostbasiccontrolrequirements,butthereareanumberofdrawbacksaslargeovershoot,pre-IIshockandlarge.WhenusingfuzzyPIDcontrol,controlsystembecomesmorestable,adjustthetimebyasmallovershootandotherperformanceindicators,fuzzyPIDcontrolhasbettercontrolperformancethantraditionalPIDcontrol,andultimatelyhopefuzzyPIDcontrolmethodinactualtherearemorein-depthapplication,topromotethistheoryinfurnacetemperaturecontrolapplicationsinthepromotionanddevelopment.Inthispaper,hardwaredesign,eachmoduleisgivenhardwaresystemdesign,systemAT89C51-bitcore,thedevelopmentofatemperaturecontrolsystembasedonfuzzyPIDcontrol.KeywordsFuzzyPIDSimulationTemperatureControlAT89C51MicrocontrollerIII目录摘要…………………………………………………………………………………IAbstract…………………………………………………………………………II1绪论……………………………………………………………………………11.1课题研究目的和意义…………………………………………………………11.2对国内外发展现状的追踪……………………………………………………22模糊控制的原理………………………………………………………………32.1模糊控制系统………………………………………………………………………32.1.1模糊控制系统的基本概念……………………………………………3IV2.1.2模糊控制系统组成……………………………………………………42.1.3模糊控制基本原理……………………………………………………42.2模糊PID复合算法……………………………………………………………52.3PID控制器……………………………………………………………………62.3.1PID控制的发展…………………………………………………………62.3.2PID控制理论……………………………………………………………62.4PID参数对系统的影响………………………………………………………72.5PID控制方法的优缺点………………………………………………………83MATLAB简介……...