温度是工业控制的主要对象之一,在工业生产过程中,常常需要对温度这一参数进行控制,温度控制得好,不仅可以提高产品质量,而且可以降低能耗,提高生产效率。塑料挤出机是塑料管材生产线上的关键设备,挤出机料筒的温度控制效果直接影响着挤出制品的性能和质量,料筒温度控制的可靠与否及其温控精度的高低已成为实现精密挤出成型的关键,温度控制也成为挤出制品生产工艺的重要组成部分。 PID控制是温度控制中应用最广泛的一种控制形式。PID控制器结构简单、稳定性好、可靠性高,常用于一些线性定常系统的控制,但对于非线性系统,例如温度等具有大滞后特性的控制对象,却难以取得理想的控制效果。另一方面,由于当被控对象特征发生变化就需要PID调节器参数作相应调整,调节器参数与系统所处的稳态工况有关,而工程实际中大多采用的仍然是离线参数整定方法,因此常常给生产带来不便。 本文则主要针对这一现状,以基于PCC的挤出机料筒的温度控制问题为研究背景,在分析传统线性PID控制器的原理和优缺点的基础上,本着继承其优点克服其缺点的原则,分析研究了非线性PID控制器及自抗扰控制器,并采用贝加莱PCC控制器用于温度控制实验,实验结果表明,非线性PID控制方法和自抗扰控制器对于温度对象的控制具有明显优于传统线性PID控制方法的控制效果,且具有更好的鲁棒性和自适应能力。 (1) 深入分析了温控问题的研究现状,提出了研究的难点、重点和思路; (2) 研究分析了传统线性PID控制器的特点和局限性,并通过理论和实际的分析,寻找合适的非线性函数,采取适当形式,构造非线性PID控制器; (3) 对自抗扰控制器理论进行了研究,并将自抗扰控制器用于温度控制问题; (4) 进行仿真和实验,验证了非线性PID控制方法用于温度控制的可行性和优越性,取得了理想的控制效果。