基于模糊PID算法的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設(shè)計

電加熱爐是典型工業(yè)過程控制對象，其溫度控制具有升溫單向性，大慣性，純滯后，時變性等特點，很難用數(shù)學(xué)方法建立精確的模型和確定參數(shù)。而PID控制因其成熟，容易實現(xiàn)，并具有可消除穩(wěn)態(tài)誤差的優(yōu)點，在大多數(shù)情況下可以滿足系統(tǒng)性能要求，但其性能取決于參數(shù)的整定情況。且快速性和超調(diào)量之間存在矛盾，使其不一定滿足快速升溫、超調(diào)小的技術(shù)要求。模糊控制在快速性和保持較小的超調(diào)量方面有著自身的優(yōu)勢，但其理論并不完善，算法復(fù)雜，控制過程會存在穩(wěn)態(tài)誤差。 將模糊控制算法引入傳統(tǒng)的加熱爐控制系統(tǒng)構(gòu)成智能模糊控制系統(tǒng)，利用模糊控制規(guī)則自適應(yīng)在線修改PID參數(shù)，構(gòu)成模糊自整定：PID控制系統(tǒng)，借此提高其控制效果。 基于PID控制算法，以ADuC845單片機(jī)為主體，構(gòu)成一個能處理較復(fù)雜數(shù)據(jù)和控制功能的智能控制器，使其既可作為獨立的單片機(jī)控制系統(tǒng)，又可與微機(jī)配合構(gòu)成兩級控制系統(tǒng)。該控制器控制精度高，具有較高的靈活性和可靠性。

2 溫度控制系統(tǒng)硬件設(shè)計 該系統(tǒng)設(shè)計的硬件設(shè)計主要由單片機(jī)主控、前向通道、后向通道、人機(jī)接口和接口擴(kuò)展等模塊組成，如圖l所示。由圖1可見，以內(nèi)含C52兼容單片機(jī)的ADuC845為控制核心．配有640 KB的非易失RAM數(shù)據(jù)存儲器、外擴(kuò)鍵盤輸人、320x240點陣的圖形液晶顯示器進(jìn)行漢字、圖形、曲線和數(shù)據(jù)顯示，超溫報警裝置等外圍電路；預(yù)留微型打印機(jī)接口，可以現(xiàn)場打印輸出結(jié)果；預(yù)留RS232接口，能和PC機(jī)聯(lián)機(jī)，將現(xiàn)場檢測的數(shù)據(jù)傳輸至PC機(jī)來進(jìn)一步處理、顯示、打印和存檔。