基于模糊PID控制的生物炭制备控温技术研究
本文关键词：基于模糊PID控制的生物炭制备控温技术研究 出处：《沈阳农业大学》2017年硕士论文 论文类型：学位论文
【摘要】：加热炉作为大多数温度控制的被控对象,具有滞后性与大惯性的特点,这些特点使得加热炉精确控温的道路坎坷不平。作为一种特殊的加热炉,生物炭炭化炉对温度的控温要求更加苛刻。控制器为传统PID的整套系统,外界因素会导致被控对象的特性参数发生变化,如负载增减或其他干扰,如果不对PID的参数进行修改,则控制效果有时不为人意,因此,人们需要对PID参数进行频繁二次调节以达到理想的控制效果,只依靠一组参数的传统PID控制不能在炭化炉领域中适应其动态要求。由此,本文在利用PID无稳态误差优势的基础之上引入了模糊控制,模糊控制是一种模仿人类思维方式的智能控制,二者结合而成模糊PID控制器可以大大改善PID的性能,提高PID参数的适用范围,避免了工作人员的频繁调试。本文基于Matlab,分别搭建了温控系统的传递函数模型和温控系统的电气模型。其中在电气模型中,利用PWM技术控制IGBT开关器件来实现加热器输出功率的连续调节;同时,在电气模型中的炭化炉采用了考虑生物质热解反应热的时间函数模型。基于传递函数模型和电气模型的仿真结果表明:对于只确定炭化终温,不要求升温速率的阶跃型输入信号,模糊PID在升温前期响应速率快,在收敛后期控温能力强,能避免温度超调现象的发生;对于既需确定炭化终温,又需控制升温速率的一阶上升型输入信号,它具备更加良好的跟踪特性,满足生物炭的制备要求。在仿真之后,文本设计了基于研华公司WOP-2070T工控屏与ADAM-4022T的温控系统,模糊控制程序被写于工控屏内,4022T作为双回路PID控制器起到采集温度与执行输出的作用。在温控的过程中,工控屏根据反馈量实时修改4022T内的PID参数,实现温控系统的模糊PID控制。该系统具有人机交互性好,适用范围广与控温策略先进等特点。
[Abstract]:This paper introduces fuzzy control based on the advantages of PID without steady - state error . The fuzzy control is a kind of temperature control system which simulates human thinking mode .
【学位授予单位】：沈阳农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TP273;S216
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，本文编号：1368533
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