感应加热电源自适应温度控制的研究
发布时间：2021-04-06 18:33
感应加热技术由于其清洁、高效的优点,被广泛应用于工业和民用领域,感应加热电源便是最常见家用炊具之一。感应加热电源的温度控制是影响烹饪效果好坏的关键因素。因此论文重点研究感应加热电源的温度控制,并对控制策略和硬件平台进行相关设计,具体内容如下:首先,论文研究了可用于感应加热电源温度控制的三种基础算法:模糊控制、神经网络、聚类算法,分别分析了它们的模型、原理和优缺点。其次,论文设计了由模糊神经网络和离散模糊控制器组成的自适应模糊控制系统这一新型改进算法,借助模糊神经网络的推理功能,通过检测到的感应加热电源玻璃板温度准确预测被加热锅具的温度。当锅具温度达到目标温度时,启动离散模糊控制器,控制锅具温度保持在目标温度附近持续稳定运行。论文引入基于梯度下降和最小二乘的混合算法以及基于减法聚类算法两种确定网络参数的训练算法,用于感应加热电源温度预测系统,并通过仿真实验验证其效果。再次,论文设计了一套感应加热电源温控通讯仪,可用于温度数据的采集、显示、存储以及温控通讯仪与感应加热电源之间控制信号的传输等。论文给出了温控通讯仪各个模块的设计思路和工作原理。最后,论文基于提出的自适应模糊控制系统,使用温控...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
感应加热电源的等效热路模型
浙江大学硕士学位论文感应加热电源温度控制算法基础11函数，它体现了模糊集合中元素在多大程度上属于该集合[39]。假设S中的元素用x来表示，那么我们称μS(x)为x对模糊集合S的隶属度，其取值范围为[0,1]。若μS(x)更加接近1，则表示x隶属于S的程度高，反之表示x隶属于S的程度低。2.1.2模糊隶属度函数隶属度函数是对模糊概念的一个定量的描述，本质上是对自然界事物之间联系的描述，理应是客观的。但是每个人都有自己的工程经验和分析角度，因此对于同一个事物描述又带有一定的主观性[40]。通常隶属度函数是由权威的专家经验确定的，主要有以下几种：（1）高斯型函数：（2-1）式中，c为函数的中心点，σ决定了曲线的宽度。高斯型函数如图2.1所示。（2）钟型隶属函数：（2-2）a,b,c指定钟的形状，钟型函数如图2.2所示。图2.1高斯型隶属函数c=2,σ=5图2.2钟型隶属函数a=2,b=4,c=6（3）π型隶属函数：中心为b，宽度为2a的类似“π”形状的函数，表达式为：2A2()exp2xcxA211+bxxca
浙江大学硕士学位论文感应加热电源温度控制算法基础11函数，它体现了模糊集合中元素在多大程度上属于该集合[39]。假设S中的元素用x来表示，那么我们称μS(x)为x对模糊集合S的隶属度，其取值范围为[0,1]。若μS(x)更加接近1，则表示x隶属于S的程度高，反之表示x隶属于S的程度低。2.1.2模糊隶属度函数隶属度函数是对模糊概念的一个定量的描述，本质上是对自然界事物之间联系的描述，理应是客观的。但是每个人都有自己的工程经验和分析角度，因此对于同一个事物描述又带有一定的主观性[40]。通常隶属度函数是由权威的专家经验确定的，主要有以下几种：（1）高斯型函数：（2-1）式中，c为函数的中心点，σ决定了曲线的宽度。高斯型函数如图2.1所示。（2）钟型隶属函数：（2-2）a,b,c指定钟的形状，钟型函数如图2.2所示。图2.1高斯型隶属函数c=2,σ=5图2.2钟型隶属函数a=2,b=4,c=6（3）π型隶属函数：中心为b，宽度为2a的类似“π”形状的函数，表达式为：2A2()exp2xcxA211+bxxca
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于模糊免疫PID的中频感应加热炉温度控制系统[J]. 汪洋,王琪. 实验技术与管理. 2018(06)
[2]基于组合赋权和BP神经网络的500kV交流输电线路电磁环境评估方法研究[J]. 安晨帆,杜志叶,李慧慧,周涛涛,甘艳. 电工电能新技术. 2016(03)
[3]基于模糊PID算法的电锅炉温度控制[J]. 王平法,孙伟旺,于阳阳,孙利锋,周辉. 机械与电子. 2011(05)
[4]一种有温度梯度的感应加热设备[J]. 刘晓辉,张振世. 工业加热. 2010(05)
[5]温室控制系统模糊神经网络控制器的研究[J]. 杜晓坤. 微计算机信息. 2010(22)
[6]一种新的模糊控制方法在感应加热电源中的仿真分析[J]. 付焕森,吴雷,蒋峰,韦凯. 工业加热. 2008(03)
[7]一种大规模高维数据集的高效聚类算法[J]. 周晓云,孙志挥,张柏礼. 应用科学学报. 2006(04)
[8]基于核的模糊聚类算法[J]. 蔡卫菊,张颖超. 计算机工程与应用. 2006(18)
[9]200kW/400kHz固态高频感应加热电源[J]. 朱晓荣,彭咏龙,石新春,李和明. 电力电子技术. 2006(03)
[10]层次聚类方法的CURE算法研究[J]. 魏桂英,郑玄轩. 科技和产业. 2005(11)
博士论文
[1]模糊聚类算法研究[D]. 曾山.华中科技大学 2012
[2]T-S模糊系统的稳定性分析与控制器设计[D]. 顾晓宇.天津大学 2013
[3]感应加热电源负载感应器模型与恒频调功研究[D]. 徐应年.华中科技大学 2009
硕士论文
[1]中频感应加热智能控制器的研究[D]. 王振.西安科技大学 2017
[2]T-S模糊系统的稳定性分析及控制器设计[D]. 宋志成.黑龙江大学 2017
[3]基于水冷式电磁感应加热的注塑机温度控制系统研制[D]. 陈凯.西安工业大学 2017
[4]钢管涂覆工艺感应加热过程建模和温度控制研究[D]. 杨钦塔.杭州电子科技大学 2017
[5]单管感应加热电源的设计与改进[D]. 池上洋.浙江大学 2017
[6]基于FPGA自由感应加热智能控制技术研究[D]. 陈为美.电子科技大学 2016
[7]基于模糊随机的神经网络模型及其应用研究[D]. 许俊银.华南理工大学 2014
[8]基于聚类的协同过滤个性化推荐算法研究[D]. 袁利.华中师范大学 2014
[9]中频感应加热炉温度控制技术研究[D]. 刘自理.西安石油大学 2013
[10]基于模糊-PID的酸洗温度控制系统设计[D]. 胡海流.武汉科技大学 2012
本文编号：3121917
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
感应加热电源的等效热路模型
浙江大学硕士学位论文感应加热电源温度控制算法基础11函数，它体现了模糊集合中元素在多大程度上属于该集合[39]。假设S中的元素用x来表示，那么我们称μS(x)为x对模糊集合S的隶属度，其取值范围为[0,1]。若μS(x)更加接近1，则表示x隶属于S的程度高，反之表示x隶属于S的程度低。2.1.2模糊隶属度函数隶属度函数是对模糊概念的一个定量的描述，本质上是对自然界事物之间联系的描述，理应是客观的。但是每个人都有自己的工程经验和分析角度，因此对于同一个事物描述又带有一定的主观性[40]。通常隶属度函数是由权威的专家经验确定的，主要有以下几种：（1）高斯型函数：（2-1）式中，c为函数的中心点，σ决定了曲线的宽度。高斯型函数如图2.1所示。（2）钟型隶属函数：（2-2）a,b,c指定钟的形状，钟型函数如图2.2所示。图2.1高斯型隶属函数c=2,σ=5图2.2钟型隶属函数a=2,b=4,c=6（3）π型隶属函数：中心为b，宽度为2a的类似“π”形状的函数，表达式为：2A2()exp2xcxA211+bxxca
浙江大学硕士学位论文感应加热电源温度控制算法基础11函数，它体现了模糊集合中元素在多大程度上属于该集合[39]。假设S中的元素用x来表示，那么我们称μS(x)为x对模糊集合S的隶属度，其取值范围为[0,1]。若μS(x)更加接近1，则表示x隶属于S的程度高，反之表示x隶属于S的程度低。2.1.2模糊隶属度函数隶属度函数是对模糊概念的一个定量的描述，本质上是对自然界事物之间联系的描述，理应是客观的。但是每个人都有自己的工程经验和分析角度，因此对于同一个事物描述又带有一定的主观性[40]。通常隶属度函数是由权威的专家经验确定的，主要有以下几种：（1）高斯型函数：（2-1）式中，c为函数的中心点，σ决定了曲线的宽度。高斯型函数如图2.1所示。（2）钟型隶属函数：（2-2）a,b,c指定钟的形状，钟型函数如图2.2所示。图2.1高斯型隶属函数c=2,σ=5图2.2钟型隶属函数a=2,b=4,c=6（3）π型隶属函数：中心为b，宽度为2a的类似“π”形状的函数，表达式为：2A2()exp2xcxA211+bxxca
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于模糊免疫PID的中频感应加热炉温度控制系统[J]. 汪洋,王琪. 实验技术与管理. 2018(06)
[2]基于组合赋权和BP神经网络的500kV交流输电线路电磁环境评估方法研究[J]. 安晨帆,杜志叶,李慧慧,周涛涛,甘艳. 电工电能新技术. 2016(03)
[3]基于模糊PID算法的电锅炉温度控制[J]. 王平法,孙伟旺,于阳阳,孙利锋,周辉. 机械与电子. 2011(05)
[4]一种有温度梯度的感应加热设备[J]. 刘晓辉,张振世. 工业加热. 2010(05)
[5]温室控制系统模糊神经网络控制器的研究[J]. 杜晓坤. 微计算机信息. 2010(22)
[6]一种新的模糊控制方法在感应加热电源中的仿真分析[J]. 付焕森,吴雷,蒋峰,韦凯. 工业加热. 2008(03)
[7]一种大规模高维数据集的高效聚类算法[J]. 周晓云,孙志挥,张柏礼. 应用科学学报. 2006(04)
[8]基于核的模糊聚类算法[J]. 蔡卫菊,张颖超. 计算机工程与应用. 2006(18)
[9]200kW/400kHz固态高频感应加热电源[J]. 朱晓荣,彭咏龙,石新春,李和明. 电力电子技术. 2006(03)
[10]层次聚类方法的CURE算法研究[J]. 魏桂英,郑玄轩. 科技和产业. 2005(11)
博士论文
[1]模糊聚类算法研究[D]. 曾山.华中科技大学 2012
[2]T-S模糊系统的稳定性分析与控制器设计[D]. 顾晓宇.天津大学 2013
[3]感应加热电源负载感应器模型与恒频调功研究[D]. 徐应年.华中科技大学 2009
硕士论文
[1]中频感应加热智能控制器的研究[D]. 王振.西安科技大学 2017
[2]T-S模糊系统的稳定性分析及控制器设计[D]. 宋志成.黑龙江大学 2017
[3]基于水冷式电磁感应加热的注塑机温度控制系统研制[D]. 陈凯.西安工业大学 2017
[4]钢管涂覆工艺感应加热过程建模和温度控制研究[D]. 杨钦塔.杭州电子科技大学 2017
[5]单管感应加热电源的设计与改进[D]. 池上洋.浙江大学 2017
[6]基于FPGA自由感应加热智能控制技术研究[D]. 陈为美.电子科技大学 2016
[7]基于模糊随机的神经网络模型及其应用研究[D]. 许俊银.华南理工大学 2014
[8]基于聚类的协同过滤个性化推荐算法研究[D]. 袁利.华中师范大学 2014
[9]中频感应加热炉温度控制技术研究[D]. 刘自理.西安石油大学 2013
[10]基于模糊-PID的酸洗温度控制系统设计[D]. 胡海流.武汉科技大学 2012
本文编号：3121917
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