基于自适应的模糊PID的艾萨炉温度控制研究

发布时间：2021-10-15 11:47

　　艾萨炉结构紧凑、反应速度快、适应性好、熔炼速率高、二次能源利用率较好是符合工业环保要求并且在世界上冶炼技术较为领先的一种熔炼炉。铜熔炼过程是一种复杂高温、多相的物理化学变化过程,它具有多变量、非线性、强耦合性和不确定性等特点。因此,艾萨炉是铜工业生产过程中一种必不可少的重要的冶炼设备,在企业生产中占据着非常重要的位置。温度控制是工业生产过程领域里的一个重要的控制参数,在工业自动化控制中有着非常重要的位置,它广泛的应用于电力、石油、化工、造纸和食品等工业自动化领域中。艾萨炉熔炼的温度控制在铜冶炼中有着举足轻重的作用,艾萨炉也是一种比较典型的温度控制对象。艾萨炉是温度控制领域的典型控制,其数学模型建立起来有一定的难度,并且还需要考虑控制系统本身具有的大滞后、大惯性以及非线性等的动态特性。作为经典的PD控制方法,它的控制精度相对较低,控制的效果也不甚理想。因此,以艾萨炉温度控制为研究对象,设计一种切实高效的控制方法,使控制系统具有稳定性高、超调量小并且调节时间短的性能,使其具有现实意义。本文提出了一种将经典PID控制方法和模糊控制方法相结合的方法,设计出了一种模糊自适应PID控制算法,这种控... 

【文章来源】：昆明理工大学云南省

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 艾萨炉研究现状
    1.2 温度控制系统概述
        1.2.1 基于模型的温度控制方法
        1.2.2 基于系统辨识的温度控制方法
        1.2.3 智能温度控制方法
    1.3 常规PID温度控制方法
        1.3.1 常用PID控制系统
        1.3.2 模糊PID控制
    1.4 研究的目的与意义
    1.5 论文研究的主要内容
    1.6 本章小结
第二章 艾萨炉熔炼过程分析
    2.1 概述
    2.2 艾萨炉的喷枪
    2.3 艾萨炉型与结构
    2.4 艾萨炉熔炼的生产工艺
        2.4.1 艾萨炉熔炼的工艺流程
        2.4.2 艾萨炉的生产指标
        2.4.3 艾萨炉的熔炼温度控制工艺
    2.5 本章小结
第三章 模糊控制的理论基础
    3.1 模糊控制技术简述
    3.2 模糊控制的工作原理
    3.3 模糊控制的数学基础
        3.3.1 模糊集合
        3.3.2 隶属度函数的确定原则及基本的确定方法
        3.3.3 模糊矩阵、模糊关系和模糊变换
        3.3.4 模糊逻辑推理及其方法
    3.4 模糊控制算法的特点
        3.4.1 模糊控制的优点
        3.4.2 模糊控制的局限性和发展
    3.5 本章小结
第四章 艾萨炉熔炼过程的温度控制算法研究
    4.1 艾萨炉熔炼的PID温度控制仿真
        4.1.1 PID控制的原理
        4.1.2 PD温度控制器的设计及其局限性
    4.2 艾萨炉温度的模糊控制仿真研究
        4.2.1 模糊控制器的概述
        4.2.2 模糊控制器的分类
        4.2.3 模糊控制器的仿真设计
    4.3 基于自适应模糊PID控制算法的艾萨炉熔炼的温度控制
        4.3.1 自适应模糊PID控制的结构
        4.3.2 确定控制器的输入输出变量及其模糊化
        4.3.3 自适应模糊PID控制器的调整规则
        4.3.4 自适应模糊PID控制系统仿真结构图的构建
    4.4 控制系统方案的选择
    4.5 本章小结
第五章 艾萨炉熔炼的控制系统实现
    5.1 基于S7-300和WinCC的艾萨炉DCS系统设计
        5.1.1 DCS系统概述
        5.1.2 艾萨炉DCS系统的构成
    5.2 系统运行
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 课题的展望
致谢
参考文献
附录A (硕士学位期间发表论文及申请软件著作权情况)


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于模糊控制算法的温度控制系统设计[J]. 鲁可,张晓东,俞盛恺.  机电产品开发与创新. 2013(03)
[2]浅谈DCS与PLC[J]. 黄雪梅,于新国.  港口科技. 2012(08)
[3]艾萨炉喷枪的失效分析[J]. 赵金成,施哲,阴树标,赵卫东.  热加工工艺. 2012(11)
[4]云铜艾萨熔炼技术应用浅析[J]. 华宏全.  矿冶工程. 2011(06)
[5]浅谈DCS系统设计及维护[J]. 李强.  企业导报. 2011(13)
[6]优化模糊PID-Smith控制系统仿真研究[J]. 孙滨,李楠.  机电工程技术. 2008(11)
[7]模糊自适应控制器的设计及其仿真[J]. 乔志杰,王维庆.  自动化与仪表. 2008(01)
[8]基于MATLAB的熔体温度控制设计研究[J]. 文生平,赵国平,江剑强.  化工自动化及仪表. 2007(06)
[9]艾萨炉生产指标优化探讨[J]. 杨伟.  中国有色冶金. 2007(05)
[10]可编程逻辑控制器在艾萨炉余热锅炉振打系统中的应用[J]. 欧阳飞,高庚,张建军.  中国有色冶金. 2007(05)

硕士论文
[1]基于VC的监控组态软件开发及其应用[D]. 石冠先.北京工业大学 2013
[2]基于嵌入式的模糊PID锅炉温度控制系统的研究[D]. 高丽媛.中北大学 2013
[3]基于模糊自整定PID算法的电锅炉温度控制[D]. 范津齐.沈阳理工大学 2013
[4]模糊PID控制算法设计及其在电子烧结炉温度控制中的应用[D]. 舒海.中南大学 2012
[5]基于Smith预估器的模糊PID温度控制算法研究[D]. 张连会.哈尔滨工业大学 2012
[6]基于模糊PID的硬质合金烧结炉温度控制系统开发及应用[D]. 叶青.中南大学 2009
[7]基于模糊免疫自适应PID的智能控制算法的研究[D]. 孙涛.大连海事大学 2009
[8]电阻炉非参数预估模糊控制系统的设计与研究[D]. 张琦.西安建筑科技大学 2009
[9]模糊控制技术在电热锅炉温度控制系统中的应用研究[D]. 王丽娟.湖南大学 2007
[10]智能PID整定方法的仿真与实验研究[D]. 李瑞霞.太原理工大学 2007



本文编号：3437960