工业电加热器的智能温度控制系统设计

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在现代工业生产过程中,由于产品质量要求、生产成本的提高以及环保,能耗等各个方面的原因,我国工业的发展面临着由人口密集型向资金密集型的转变的挑战。加热是绝大数工业生产过程所必须的一个环节,随着我国基础学科的发展,电加热器也在各个工业生产过程中普遍应用起来。对电加热器的控制研究也日益受到广大学者的重视。本文就是基于这样的一个背景之下,以一阶惯性加纯滞后模型为研究对象,对模型预测控制策略和模糊控制策略相结合的方法进行研究。实验表明,该控制策略能够获得良好的控制效果。总结全文,论文的主要内容可概括如下:   1、以介绍电加热器的现状、预测控制研究和模糊控制的概况为开始,对预测控制的基本原理和模糊控制的基本原理分别作了介绍。在预测控制的介绍中,本文主要针对的是模型算法控制的介绍和离散模型的推导;在模糊控制的介绍中,本文主要对模糊控制的基本原理以及模糊控制器的结构和组成做了一个详细的介绍。   2、在模型的参数辨识中,本文主要引入了飞升曲线法和最小二乘迭代两种参数辨识算法。本文在设计在线参数辨识时发现了上升曲线法的缺陷——在辨识惯性系数和比例增益时需要耗费比较多的时间并且不适合在线辨识;因此本文修改上升曲线法,使得改良的飞升曲线法能够相对比较准确有效地对模型的参数进行辨识。在确定了模型参数的大概范围后,本文应用最小二乘迭代算法对由飞升曲线法得到的参数做进一步的修正,使得辨识的参数能够更加进一步贴近真实值。   3、除了控制原理和辨识算法外,本文还对控制系统的硬件和软件分别做了介绍。在简要地介绍了系统的硬件后,文章对系统的软件做了一个详细的介绍。并将需要的部分程序陈列于文章中。第六章主要介绍实验结果并说明本文的提出的辨识方法和控制策略的实用性和有效性。最后,文章总结了本文提出的辨识方法和控制策略的优势以及不足之处,并对未来做出展望。
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