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模糊控制学习心得5篇 电阻炉温度控制系统设计 引言电加热炉是典型工业过程控制对象，其温度控制具有升温单向性，大惯性，纯滞后，时变性等特点，很难用数学方法建立精确的模型和确定参数。而pid控制因其成熟，容易实现，并具有可消除稳态误差的优点，在大多数情况下可以满足系统性能要求，但其性能取决于参数的整定情况。且快速性和超调量之间存在矛盾，使其不一定满足快速升温、超调小的技术要求。模糊控制在快速性和保持较小的超调量方面有着自身的优势，但其理论并不完善，引言 电加热炉是典型工业过程控制对象，其温度控制具有升温单向性，大惯性，纯滞后，时变性等特点，很难用数学方法建立精确的模型和确定参数。而pid控制因其成熟，容易实现，并具有可消除稳态误差的优点，在大多数情况下可以满足系统性能要求，但其性能取决于参数的整定情况。且快速性和超调量之间存在矛盾，使其不一定满足快速升温、超调小的技术要求。模糊控制在快速性和保持较小的超调量方面有着自身的优势，但其理论并不完善，算法复杂，控制过程会存在稳态误差。 将模糊控制算法引入传统的加热炉控制系统构成智能模糊控制系统，利用模糊控制规则自适应在线修改pid参数，构成模糊自整定：pid控制系统，借此提高其控制效果。基于pid控制算法，以aduc845单片机为主体，构成一个能处理较复杂数据和控制功能的智能控制器，使其既可作为独立的单片机控制系统，又可与微机配合构成两级控制系统。该控制器控制精度高，具有较高的灵活性和可靠性。 2温度控制系统硬件设计 该系统设计的硬件设计主要由单片机主控、前向通道、后向通道、人机接口和接口扩展等模块组成，如图l所示。由图1可见，以内含c52兼容单片机的aduc845为控制核心.配有640kb的非易失ram数据存储器、外扩键盘输人、320x240点阵的图形液晶显示器进行汉字、图形、曲线和数据显示，超温报警装置等外围电路；预留微型打印机接口，可以现场打印输出结果；预留rs232接口，能和pc机联机，将现场检测的数据传输至pc机来进一步处理、显示、打印和存档。 电阻炉的温度先由热电偶温度传感器检测并转换成微弱的电压信号，温度变送器将此弱信号进行非线性校正及电压放大后，由单片机内部a／d转换器将其转换成数字量。此数字量经数字滤波、误差校正、标度变换、线性拟合、查表等处理后。一方面将炉窑温度经人机面板上的lcd显示：另一方面将该温度值与被控制值（由键盘输入的设定温度值）比较，根据其偏差值的大小，提供给控制算法进行运算，最后输出移相控制脉冲，放大后触发可控硅导通（即控制电阻炉平均功率）。达到控制电炉温度的目的。如果实际测得的温度值超过了该系统所要求的温度范围，单片机就向报警装置发出指令，系统进行报警。 2.1系统主控模块 系统主控模块电路如图2所示，它主要由cpu及数据存储器，晶体振荡器、复位电路、图形液晶显示器（lcd）及控制电路、微型打印机接口控制电路、实时日历时钟，热电偶信号处理电路等构成。这里，该系统设计可测量3点温度。传感器选择k型（镍铬-镍硅）热电偶，可用于从室温到1200°c的温度测量，测量范围宽，精度高。在温度测量范围内k型热电偶的输出热电势只有0～45.119mv，为了和aduc845的a／d转换器相匹配，采用acl226和1b51作为信号调理电路，由ac12 26、1b51构成热电偶冷端温度补偿及信号调理器电路。当热端距测温仪表较远时，需利用热电偶匹配导线将冷端延长。cd4051为多路模拟开关，由abc控制接通，当5～3接通时，输入接地，uo输出uomin，用于零点校准；当4～3接通时，单片机1.25v稳定参考电压uref，再经电阻r 1、r2分压，得到毫伏级参考输入电压，uo输出uomax，用于增益校准；当2～ 3、1～ 3、12～3分别分时接通时，依次输入3个热电偶正常测温所得变换电压，uo从而输出3个温度点所对应的电压uoa，uob，uoc。在hi端与+uiso端之间串上一只220mΩ上拉电阻，一旦热电偶开路，hi端即被偏置为+uiso，迫使1b51的输出电压超量程，由此判定热电偶已开路。多路模拟开关和测量数据采集过程在单片机协调下工作，每次数据采集都进行自动判断和校准阁。 2.2控制输出驱动电路 对温度的控制是通过可控硅调功器电路实现，如图3所示。双向可控硅管和硅碳棒串接在交流220v、50hz交流市电回路中，图3中只给出了a相。移相触发脉冲由aduc845用软件在p1.3引脚上产生的，零同步脉冲同步后，经光耦合管和驱动器输出送到可控硅的控制极。过零同步脉冲由过零触发电路产生，利用同步变压器和电压比较器lm311组成正弦交流电的正半波过零检测电路，它在交流电每一个正半周的起始零点处产生上升沿.并在正半周回零处产生一个下降沿，电压比较器lm311用于把50hz正弦交流电压变