單片機模糊控制在電加熱爐溫度控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

在冶金、化工，機械等各類工業(yè)控制中，電加熱爐都得到了廣泛的應(yīng)用。目
前國內(nèi)的電加熱爐溫度控制器大多還停留在國際60年代水平，仍在使用繼電一接
觸器控制或常規(guī)PID控制，自動化程度低，動態(tài)控制精度差，滿足不了日益發(fā)展
的工藝技術(shù)要求。電加熱爐的溫度是生產(chǎn)工藝的一項重要指標，溫度控制的好壞
將直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量。電加熱爐由電阻絲加熱，溫度控制具有非線性、大滯后、
大慣性、時變性、升溫尊向性等特點。而且，在實際應(yīng)用和研究中，電加熱爐溫
度控制遇到了很多困難：第一，很難建立精確的數(shù)學(xué)模型：第二，不能很好地解
決非線性、大滯后等問題。以精確數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)地經(jīng)典控制理論和現(xiàn)代控制論
在解決這些問題時遇到了極大地困難，而以語言規(guī)則模型(IF—THEN)為基礎(chǔ)的模
糊控制理論卻是解決上述問題的有效途徑和方法。國內(nèi)現(xiàn)有的一些模糊設(shè)計方法
大多存在不同缺點，而且真正把理論研究應(yīng)用到實際系統(tǒng)的也較少。所以，深入
研究在電加熱爐系統(tǒng)控制中具體模糊控制設(shè)計理論是十分必要的。
本文針對電加熱爐這一控制對象，以Ts．94—1型號的箱形電加熱爐為參考對象，
分別采用工業(yè)控制中普遍使用的PID控制、經(jīng)常見到的模糊控制策略，如基本模
糊控制，對其進行仿真實驗，比較，并進行了理論分析。
針對上述電加熱爐控制中存在的問題，本文設(shè)計了雙模糊控制器。雙模糊控
制器在參數(shù)自整定模糊控制理論的基礎(chǔ)上，對比例因子進行調(diào)整，克服原算法復(fù)
雜麗不實用的特點，根據(jù)電加熱爐不同的工作狀態(tài)采用不同的模糊控制器，提高
了控制精度，改善了控制效果。
本文把模糊控制與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)很強的學(xué)習(xí)能力和自
適應(yīng)能力，建立了自適應(yīng)神經(jīng)模糊推理系統(tǒng)。把不依賴精確數(shù)學(xué)模型的模糊控制
系統(tǒng)與有價值的經(jīng)驗數(shù)據(jù)或參考模型相結(jié)合，彌補了模糊控制的不足，使模糊控
制系統(tǒng)更能發(fā)揮其強大優(yōu)勢，控制效果理想。
在實踐應(yīng)用方面，以電加熱爐為控制對象，開發(fā)了89C51單片機模糊控制器，
主要進行了硬件和軟件的設(shè)計。