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压力容器退火炉模糊PID温度控制系统的研究

熊均泉  
【摘要】:压力容器退火炉是一种热处理设备,其热处理对象是储油压力容器,温度控制系统按一定的加热程序对压力容器进行热处理,其目的在于消除它的整体应力,延长容器的使用寿命。 退火炉本身是一个比较复杂的被控对象,它具有非线性、时变和分布参数等特征,很难建立一个精确的数学模型,同时也不能简单地用一个纯滞后一阶惯性环节来准确描述它。采用传统的PID控制策略来控制退火炉的温度,由于参数不易整定、抗干扰性能力差、适应性差、严重依赖操作人员的现场经验等一系列的缺点,达不到现代热处理工艺要求。模糊控制是以模糊集合论、模糊语言变量以及模糊逻辑推理为基础的一类计算机数字控制算法,其模糊控制规则主要来源于操作者的经验和专家知识,它对那些时变的、非线性的复杂控制系统而又无法获得精确数学模型的被控工业对象具有很好的控制效果。 本文根据压力容器热处理工艺的要求,在分析了多种PID控制策略的基础上,深入研究与设计了一种适合大型压力容器退火炉温度控制系统的模糊PID控制器,运用MATLAB仿真技术对这种算法进行了仿真研究,并采用16位单片机实现退火炉温度控制。由此构成的压力容器退火炉模糊温度控制系统经现场使用结果表明,该系统运行可靠,试验结果与仿真结果基本吻合,证明了本系统具有较好的抗干扰能力,能够满足现代热处理工艺的退火炉温度控制生产要求。


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