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感应加热电源自适应温度控制的研究

杜里根  
【摘要】:感应加热技术由于其清洁、高效的优点,被广泛应用于工业和民用领域,感应加热电源便是最常见家用炊具之一。感应加热电源的温度控制是影响烹饪效果好坏的关键因素。因此论文重点研究感应加热电源的温度控制,并对控制策略和硬件平台进行相关设计,具体内容如下:首先,论文研究了可用于感应加热电源温度控制的三种基础算法:模糊控制、神经网络、聚类算法,分别分析了它们的模型、原理和优缺点。其次,论文设计了由模糊神经网络和离散模糊控制器组成的自适应模糊控制系统这一新型改进算法,借助模糊神经网络的推理功能,通过检测到的感应加热电源玻璃板温度准确预测被加热锅具的温度。当锅具温度达到目标温度时,启动离散模糊控制器,控制锅具温度保持在目标温度附近持续稳定运行。论文引入基于梯度下降和最小二乘的混合算法以及基于减法聚类算法两种确定网络参数的训练算法,用于感应加热电源温度预测系统,并通过仿真实验验证其效果。再次,论文设计了一套感应加热电源温控通讯仪,可用于温度数据的采集、显示、存储以及温控通讯仪与感应加热电源之间控制信号的传输等。论文给出了温控通讯仪各个模块的设计思路和工作原理。最后,论文基于提出的自适应模糊控制系统,使用温控通讯仪对感应加热电源进行温度控制实验,并且与传统控制算法进行对比分析。结果表明,该算法可以实现在水量和目标温度变化时,都能将感应加热电源锅具加热至目标温度并持续工作在该温度附近,且控制过程中各项性能指标均优良。


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