在工业控制过程中,被控对象通常具有严重的纯滞后、时变性、非线性以及存在种类繁多的干扰,采用常规的PID控制方法,难以获得满意的静、动态性能。模糊控制作为智能控制领域的一个分支,由于其本质是非线性控制和自适应控制,对于纯滞后的参数时变或模型不太精确的复杂控制系统,具有较强的鲁棒性。 本文针对温度箱这一典型的具有时滞、大惯性和参数时变特性的控制对象,在模糊控制理论的基础上,重点研究了模糊控制与PID控制相结合的模糊PID控制方法,将模糊参数自整定PID控制应用于温度控制。本文针对温度箱的简化模型,探讨了PID参数的模糊整定规则,进行模糊控制器的设计。通过仿真表明模糊PID控制器具有模糊控制的灵活性、适应性,又具有PID控制的高精度性,使其控制具有很好的鲁棒性和很好的控制效果。 本文针对控制对象的纯滞后特性,在具有一阶惯性环节的Smith预估器的基础上,利用模糊控制整定惯性环节参数,使其随被控对象参数变化而变化。然后,结合模糊PID控制与模糊自适应Smith预估控制提出了本文的模糊Smith智能控制方法。本文分别对被控对象的参数发生变化进行了仿真研究,得到了各种情况下惯性环节参数的整定规则,设计了一个实时调整惯性环节参数的自适应机构。通过仿真表明模糊Smith智能控制方法改善了控制品质,使温度箱等温度控制系统的鲁棒性和抗干扰性得到了显著提高。 最后,本文研究了模糊Smith智能控制方法在单片机温度控制系统中的实现,系统介绍了以单片机为核心的控制系统的硬件与软件设计。