基于模糊Smith智能控制的電阻爐溫控系統(tǒng)研究.pdf

1、在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)過程中，廣泛地存在著時(shí)滯。時(shí)滯的存在對工業(yè)控制系統(tǒng)的性能產(chǎn)生不利影響，特別是當(dāng)時(shí)滯較大時(shí)，用常規(guī)的PID方法難以取得良好的控制效果，甚至出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象。因此，如何改善時(shí)滯控制過程的控制品質(zhì)一直是控制界的學(xué)者和研究人員關(guān)注的課題。 網(wǎng)帶式電阻爐是熱處理工業(yè)中常用的設(shè)備，是一類典型的大時(shí)滯系統(tǒng)，具有大滯后、參數(shù)時(shí)變、非線性特性以及存在種類繁多的干擾。其溫度控制的好壞直接影響到產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)成本，因而提高該類對象的控制品

2、質(zhì)具有廣泛的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。 本文詳細(xì)分析了Smith預(yù)估控制、模糊控制、內(nèi)?？刂频脑砼c特性。Smith預(yù)估器從理論上解決了時(shí)滯補(bǔ)償?shù)膯栴}，但其對模型的誤差十分敏感，魯棒性較差，限制了它在工業(yè)控制中的廣泛應(yīng)用。模糊控制具有不需要被控對象精確數(shù)學(xué)模型和函數(shù)逼近能力強(qiáng)魯棒性好的優(yōu)點(diǎn)，但它不能從本質(zhì)上克服時(shí)滯。內(nèi)?？刂平Y(jié)構(gòu)直觀簡明、調(diào)節(jié)性能好、魯棒性強(qiáng)并能消除不可測干擾的影響。針對電阻爐大時(shí)滯的特性，提出了模糊Smith智能控制方案，

3、按照內(nèi)模設(shè)計(jì)方法對常規(guī)Smith預(yù)估控制進(jìn)行了改進(jìn)，引入反饋濾波環(huán)節(jié)，并用模糊控制來在線調(diào)整反饋濾波器參數(shù)。 本文在具有一階慣性環(huán)節(jié)Smith預(yù)估器的基礎(chǔ)上，分別在被控對象的參數(shù)發(fā)生變化時(shí)進(jìn)行仿真研究，得到了各種情況下慣性環(huán)節(jié)參數(shù)的整定規(guī)則，設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)時(shí)調(diào)整濾波環(huán)節(jié)參數(shù)的模糊控制器。通過仿真表明模糊Smith智能控制方案改善了大時(shí)滯、模型失配、參數(shù)時(shí)變帶來的不利影響，具有良好的控制效果，魯棒性與抗干擾性得到顯著提高。