炉温控制系统的仿真研究
管式加热炉温度控制系统仿真设计
管式加热炉温度控制系统仿真设计摘要：随着科学技术的飞速发展，消费者对民用生产和工业生产对产品的性能有了更新的要求，其中，对产品的温度控制的要求也越来越高，所以研究设计管式加热炉的温度控制器具有很大的现实意义和使用价值。
本文是基于PID 控制算法的管式加热炉智能温度控制器为研究对象，首先阐述本文的研究背景和温度自动控制器的需求，然后对分析了传统控制方法的弊端，对模糊控制方法进行了介绍。
随后利用模糊PID计算方法计算对系统功能的实现情况，并从硬件和软件两个方面进行系统运行调试，得出较好的结果。
关键词：温度控制器；SSR 固态继电器；STM32 单片机ABSTRACT：With the rapid development of science and technology, consumer and industrial production to civilian production requirements for product update performance, which, on product temperature control requirements have bee more sophisticated, so designing resistance furnace temperature controller is of great practical significance and usefulness. This article is a resistance furnace temperature controller based on PID control algorithm for the study, first of all explains the background of this study and temperature control needs, then design the overall system-wide programme, including in particular the hardware system design, system design and software design of the control circuit of temperature. Then take advantage offuzzy PID calculation system of implementation, and run from the two systems in terms of hardware and software debugging, produce better results and conclusion full text. KEY WORDS：Temperature controller; SSR-solid state relays; STM32 microcontroller目录1 引言12.管式加热炉温度系统12.1管式加热炉的一般结构22.2管式加热炉传热方式53 管式加热炉温度系统的模糊控制73.1 常规控制方法的局限性73.2 智能控制思想83.3 管式加热炉温度系统的智能模糊控制93.3.1 模糊控制概述93.3.2 模糊控制原理93.3.3 模糊控制器结构102.2.4 建立模糊规则表144.控制系统仿真164.1 PID原理164.2 PID参数的选择174.3 Smith模糊PID控制算法204.4 模糊PID控制器的设计及仿真结果21结论25参考文献 (25)1 引言随着现代科技的快速发展，科学技术的应用，大大改善了人类的生产、生活方式。
加热炉HMI监控系统仿真研究的开题报告
加热炉HMI监控系统仿真研究的开题报告一、选题背景加热炉是众多工业领域中不可或缺的设备之一，用于加热金属材料，加工成型。
在加热炉的使用过程中，需要对温度、时间等参数进行监测与控制。
传统的监控控制方式多采用人工检测的方式，这种方式不仅工作强度大，而且准确度难以保证。
随着科技的不断进步和现代化生产的需求，基于HMI监控系统的加热炉智能化控制方案越来越受到重视。
二、选题意义基于HMI监控系统的加热炉智能化控制方案具有以下几个方面的意义：1.提高生产效率：HMI监控系统可实现精准、自动化的控制与监测，有效减少了人工干预的工作量，提高了生产效率。
2.优化产品质量：HMI监控系统可以对加热炉内的温度、时间等参数进行精准控制，有效提高了产品质量。
3.降低工作强度：HMI监控系统可以实时监测加热炉内的情况，避免了操作人员的反复走动、添加燃料等操作，降低了工作强度。
4.提高安全性：HMI监控系统可实现远程监控和控制，大大降低了意外事故的发生概率，提高了生产安全性。
三、研究内容本次研究的主要内容为：基于HMI监控系统的加热炉智能化控制方案的仿真研究。
具体研究内容包括：系统的设计与实现、系统的仿真模型建立、仿真系统的集成与测试等。
四、研究方法1.理论分析：通过文献调研，了解加热炉的工作原理和控制方法，了解HMI监控系统的设计与实现方法。
2.仿真研究：基于MATLAB等仿真软件，建立HMI监控系统和加热炉的仿真模型，进行仿真研究和性能测试。
3.系统实现：根据仿真结果，设计和实现基于HMI监控系统的加热炉智能化控制方案，进行系统实现与调试。
五、预期成果通过本次研究，预期实现以下成果：1.基于HMI监控系统的加热炉智能化控制方案的仿真模型。
2.通过仿真测试，分析基于HMI监控系统的加热炉智能化控制方案的性能。
3.基于仿真结果，设计和实现基于HMI监控系统的加热炉智能化控制方案，实现在线监控、智能控制等功能。
4.形成实用的技术文献和开源共享的技术资料，推广和应用智能化控制技术。
电阻炉温控制系统硬件电路设计和控制算法仿真研究
电阻炉温控制系统硬件电路设计和控制算法仿真研究下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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基于MATLAB的电炉温控制算法比较及仿真研究分析
基于MATLAB地电炉温度控制算法比较及仿真研究系别：电子电气工程系班级：2010级自动化1班学号：201095034041姓名：薛晶晶指导教师：梁绒香任务书一、 题目基于MATLAB 地电炉温度控制算法比较及仿真研究 二、说明:设某电炉控制对象地控制模型为s e ss W 22011)(-+=，运用所学知识，对其控制算法进行比较研究并运用MATLAB 编程或者simulink 模块进行仿真，从而给出最优控制算法结论. 三、要求：1.炉温变化范围：0—200℃，要求实现80℃温度地恒温控制；b5E2R 。
2.炉温变化参数要求：S t ≤80S；超调量p σ≤10℅；静态误差v e ≤2℃.3. 至少采用三种算法（如PID 算法及其改进算法、Smith 预估控制算法、达林算法或者其他算法等）做算法对比研究.p1Ean 。
4、可以自己在基本要求基础上，增加其他算法研究，如：各种PID 改进算法、模糊控制算法等.5、截取每种算法地算法连接图或者程序以及对应地仿真结果 四、报告书写：实验完成后，用A4纸撰写研究报告，主要包括： 1、 研究对象分析说明； 2、 各算法设计部分包括：1） 算法简介；2） 仿真程序或者仿真连接图； 3） 仿真结果；4） 仿真结果分析说明 3、 对每种算法作总结比较，总结各自特点，讨论并最终得出本电炉温度控制地理想算法.4、 对本次设计整个过程做小结，说明自己在整个过程中面临地问题、解决地措施、心得及体会一 引言随着社会地进一步发展，各个领域对温度控制系统地精度、稳定性等要求越来越高.本课题提出了基于采用PID 算法、Smith 预估控制算法、达林算法三种算法作对比研究地工业电阻炉温度计算机控制系统地设计，并利用仿真软件MATLAB ／SIMULINK 对控制算法进行了仿真，同时对先进地控制算法进行了研究.DXDiT 。
二 课程设计地目地该系统地被控对象为电炉，采用热阻丝加热，利用大功率可控硅控制器控制热阻丝两端所加地电压大小，来改变流经热阻丝地电流，从而改变电炉炉内地温度.可控硅控制器输入为0~5V 时对应电炉温度0~~200℃，温度传感器测量值对应也为0~5V ，炉温变化曲线要求参数：S t ≤80s ；超调量p ≤10℅；静态误差v e ≤2℃.RTCrp 。
基于PID的炉温控制系统设计与仿真
基于PID的炉温控制系统设计与仿真电气工程与自动化学院控制基础课程实践报告（控制基础课程实践）题目：基于PID的炉温控制系统设计与仿真专业班级：自动化101班学号：20101757学生姓名：艾文鹏指导老师：杨国亮老师摘要PID（比例-积分-微分）控制器作为最早实用化的控制器已有70多年历史，现在仍然是应用最广泛的工业控制器。
PID控制器简单易懂，使用中不需精确的系统模型等先决条件，因而成为应用最为广泛的控制器。
PID控制器具有结构简单、容易实现、控制效果好、鲁棒性强等特点，是迄今为止最稳定的控制方法。
它所涉及的参数物理意义明确，理论分析体系完整，并为工程界所熟悉，因而在工业过程控制中得到了广泛应用。
从实际需要出发，一种好的PID控制器参数整定方法，不仅可以减少操作人员的负担，还可以使系统处于最佳运行状态。
因此，对PID控制器参数整定法的研究具有重要的实际意义。
本文介绍了PID控制技术的发展历史和研究进展。
分析了传统的模拟和数字PID控制算法，并对传统的PID控制算法进行微分项和积分项的改进，学习了几种比较普遍运用的方法，如不完全微分PID控制算法、微分先行PID控制算法等。
利用MATLAB环境中图形界面的设计技术构建线性系统仿真教学软件，其特点是可通过系统的传递函数模型对时域及频域的响应进行系统分析，并且可以进行PID控制算法，在学习的基础上，微分先行PID控制器，使得系统暂态性能和稳态性能较好，在调节时间、抑制超调量、稳定性都要好。
关键词：PID控制；图形界面；鲁棒性；控制算法；微分先行第一章绪论1.1 课题背景及意义然而近年来随着热处理工艺广泛应用于加工过程,热处理中温度的控制精度和控制规律的优劣直接影响到热处理工艺的好坏。
电阻炉是热处理工艺中应用最多的加热设备,研究电阻炉温度控制方法具有重要意义。
工业生产中广泛应用工业炉，如在冶金、化工等工矿企业以及宾馆、学校、商场等公共场所。
当前，电阻炉温度控制的主要问题是：由于电阻炉是一个特性参数随炉温变化而变化的被控对象，炉温控制具有单向性、大惯性、大滞后、时变性的特点。
基于MATLAB的炉温控制系统的仿真
控制系统仿真课程大作业题目: 基于MATLAB的炉温控制系统的仿真院系名称：电气工程学院专业班级：自动F0904学生姓名：学号：指导教师：教师职称：讲师评语：成绩：任课教师：时间：在数字PID算法中，为了避免传统PID控制器算法中积分累积所造成的系统较大超调和不稳定，甚至是积分饱和，人们常常会使用积分分离PID算法加以改进。
本文又提出了变速积分PID算法，并以电锅炉温度控制系统为例，基于MATLAB 并运用仿真分析手段，对两种不同算法的控制效果进行了比较，得出了积分分离算法的上升时间tr较短，而变速积分算法的调节时间ts较短，最大超调量较小，振荡次数较少，在温度控制系统中变速积分优于积分分离的结论。
本文以加热炉控制系统为例提出了一种模糊控制方案, 介绍了模糊控制器的设计过程并很方便地利用SIMULINK 进行了仿真研究, 结果证明, 这种模糊控制系统具有良好的动态性能。
关键词：PID控制；积分分离；变速积分；MATLAB1 绪论 (4)2 系统描述 (4)2.1 系统过程 (4)2.2 系统的组成和基本工作原理 (5)2.3 对象模型的归纳 (6)3 PID控制及仿真 (6)3.1分分离PID控制算法 (7)3.2 变速积分PID控制算法 (7)4 基于两种控制算法的炉温控制系统仿真 (8)结论 (10)致谢 (10)参考文献 (11)1 绪论控制系统计算机仿真是应用现代科学手段对控制系统进行科学研究的十分重要的手段之一。
进入80年代以来, 几乎所有控制系统的高品质控制均离不开系统仿真研究。
通过仿真研究可以对照比较各种控制策略与方案, 优化并确定相关参数, 特别是对于新控制决策与算法的研究, 进行系统仿真更是必不可少的。
一般而言, 对控制系统进行计算机仿真首先应建立系统模型, 然后依据模型编制仿真程序, 充分利用计算机作为工具对其进行数值求解并将结果加以显示。
显然, 通常在仿真过程中, 十分耗费时间与精力的是编制和修改仿真程序。
锅炉过热汽温控制策略仿真研究
锅炉过热汽温控制策略仿真研究锅炉由于其在能源部门、化工部门以及工业部门的重要作用，温度控制策略的开发和应用一直是人们研究和关注的热点话题。
面对气温频繁变化和锅炉内部快速反应的复杂性，人们不仅要对锅炉的结构和温度控制系统进行有效的检查，还要采取一系列有效的措施，以减小温度波动对锅炉正常运行的影响，以保证设备的安全运行。
基于此，本文将对锅炉过热汽温控制策略的仿真研究进行分析。
首先，本文定义了锅炉过热汽温控制系统的定义，指出过热汽温控制策略的实现过程，包括锅炉过热汽温控制系统的反馈控制和前置控制。
之后，针对锅炉系统动态特性，设计及仿真进行了测试。
首先，本文采用Matlab/Simulink依据原理图建立了锅炉过热汽温控制系统的仿真模型，采用Dual- Mass PID算法对系统进行控制。
该控制策略主要包括锅炉过热汽温控制系统的PID反馈控制和前置控制，其中PID反馈控制主要由比例积分微分三种方法组成。
在前置控制中，提出了有效的温度特性，并通过介绍弹性和低通滤波器的控制器进行系统脉冲响应的模拟，最终实现锅炉过热汽的有效控制。
在控制策略仿真实现之后，本文进一步对锅炉过热汽温控制策略的工作机理和仿真结果进行了模拟分析，结果表明：在正常情况下，温度变化率在设计值范围内，且仿真模拟出的结果与实际值接近，支持了锅炉过热汽温控制策略的可行性和有效性；同时，采取双重量PID控制策略，使得系统对温度波动变化具有良好的反应，有效地维持了锅炉系统的稳定运行。
本文仿真研究了锅炉过热汽温控制策略，并通过仿真实现了PID 反馈控制和前置控制之间的统一，有效的控制了锅炉的温度波动，避免了设备的损坏。
此外，本文还对仿真结果进行了仿真分析，提出了改善策略，以便更好地应用于未来的工程。
综上所述，本文针对锅炉过热汽温控制策略进行了详细的仿真研究，设计了模型，确定了系统设计参数，有效的实现了锅炉温度的控制，从而确保了锅炉的安全运行。
加热炉温度控制系统设计与仿真研究
内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书（毕业论文）题目：加热炉温度控制系统设计与仿真研究学生姓名：潘*学号：************专业：测控技术与仪器班级：测控04-2班指导教师：闫**加热炉温度控制系统设计与仿真研究摘要在钢铁企业中，为了将钢坯加热到轧制所规定的工艺要求，必然地要求对加热炉内的温度进行有效的控制，使之保持在某一特定的范围内。
而温度的维持又要求燃料在炉内稳定地燃烧。
加热炉燃烧过程是受随机因素干扰的，具有大惯性、纯滞后的非线性过程。
本设计针对加热炉燃烧控制系统，主要介绍的控制方案有单回路控制系统、串级比值控制系统、单交叉限幅控制系统、双交叉限幅控制系统，并对每一种控制方案进行了理论分析。
运用MATLAB软件对温度控制系统进行了较为全面的仿真和性能分析。
通过分析比较可以得出结论，双交叉限幅对加热炉温度的控制优于其它的控制方案。
双交叉限幅的炉温控制系统使煤气流量和空气流量相互限制，既防止了燃烧中冒黑烟，也防止了空气过剩，达到控制加热炉温度，提高煤气燃烧率，避免环境污染等目的。
关键词：加热炉；单交叉限幅控制；双交叉限幅控制；MATLAB仿真Temperature Control of Heating Furnace System Design andSimulink StudyAbstractIn the enterprises where producing iron and steel, in order to heat up billet to the technological requirements of rolling, the temperature inside the furnace must be controlled effectively so that it remains in a specific range. Maintaining the temperature needs the stable burning of fuel inside the furnace. Furnace combustion process is a non-linear process which is subject to the random interference, great inertia and the pure time delay.The design for the furnace combustion control system is mainly on the control of a single-loop control programme, the ratio of cascade control system, control system limiting unilateral, bilateral limiting control system, and analyses each of the control programme on theory. Using MATLAB software makes a more comprehensive simulation and performance analysis on the temperature control system. Through analysis and comparison we can conclude that bilateral limiting control system is superior to others in the furnace temperature control. The temperature control system of bilateral limiting control system makes gas flow and air flow restrict on each other, which not only prevent the burning of black smoke, but also prevent the excess air, to reach the purposes of controlling the furnace temperature, enhancing the rate of combustion gas and avoiding pollution and others.Key words: furnace; single-limiting control; bilateral-limiting control; MA TLAB Simulation目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1 概述 (1)1.2 国内现状 (2)1.3 本设计的研究内容 (2)第二章加热炉工艺简介 (3)2.1 加热炉的组成 (3)2.2 加热炉的温度加热方式 (3)2.3 加热炉工艺流程 (3)2.4 加热炉温度控制要求 (5)2.4.1 燃烧系统 (6)2.4.2 炉膛负压 (7)2.5 空燃比 (8)第三章加热炉的温度控制系统 (10)3.1 单闭环控制系统 (11)3.2 炉膛负压控制系统 (12)3.3 串级比值燃烧控制系统 (13)3.4 单交叉限幅燃烧控制系统 (15)3.4.1 单交叉限幅燃烧控制系统工作原理 (15)3.4.2 单交叉限幅燃烧控制系统特点 (17)3.5 双交叉限幅燃烧控制系统 (17)3.5.1 双交叉限幅燃烧控制原理图 (17)3.5.2 双交叉限幅燃烧控制系统的工作原理 (18)3.5.3 双交叉限幅燃烧控制特点 (20)第四章加热炉温度控制系统仿真 (23)4.1 对象模型的建立 (23)4.2 系统各装置数学模型的建立 (24)4.3 仿真软件简介 (26)4.4 加热炉炉温控制系统仿真结果分析 (27)4.4.1 炉温单回路控制仿真 (27)4.4.2 燃料空气串级比值控制仿真 (31)4.4.3 单交叉限幅控制仿真 (34)4.4.4 双交叉限幅控制仿真 (36)4.5 总结 (38)第五章系统的检测变送装置及正反作用 (39)5.1 检测变送 (39)5.1.1 差压式流量计 (39)5.1.2 热电偶 (39)5.2 系统仪表正反作用的确定 (40)参考文献 (41)致谢 (42)第一章绪论1.1 概述加热炉是热轧生产过程的重要热工设备，其能耗占到钢铁工业总能耗的25%。
电加热炉温度控制系统性能的MATLAB仿真
电加热炉温度控制系统性能的MATLAB仿真————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：电加热炉温度控制系统性能的 MATLAB仿真系别：机电与自动化学院专业班：姓名：学号：指导教师：2013年月日电加热炉温度控制系统性能的MATLAB仿真MATLAB simulation the performance of the control system of heating furnace temperature摘要近年来随着工业的发展，电加热炉在工业控制中的应用越来越广泛。
温度是电加热炉控制系统的一个主要参数，对温度的控制要求也越来越高。
传统控制算法一般要建立在一定的数学模型之上，模型的精确度对控制效果有直接的影响.然而电加热炉是一种具有非线性、纯滞后、大惯性、时变性和升温单向性的控制对象，很难用数学方法建立精确模型.模糊控制不依赖于模型，但由于它的理论并不完善，算法复杂，控制过程会存在稳态误差。
传统PID控制理论成熟，容易实现，虽然大多数情况下可以满足性能要求,但其性能取决于参数的整定情况，且它的快速性和超调量之间的矛盾关系，使它不能同时满足快速升温和超调量小的要求。
鉴于此，本文将模糊算法和常规PID算法结合起来，在手动经验的基础上建立模糊规则,在线自整定PID的参数，提高控制效果。
本文提出了基于模糊PID的箱式电加热炉控制系统的设计方法。
首先介绍了模糊PID 控制器的设计方法，并用MATLAB仿真比较了常规PID控制算法和模糊PID控制算法的性能,分析了模糊PID在电加热炉温度控制中的可行性.最后在二次开发设计的基于组态软件King View开发的系统中,对模糊PID算法和常规PID算法进行了实时调试，并对实验结果进行了分析.关键词:温度控制；MATLAB；模糊PID；常规PIDAbstractWith the development of industry．electric heating furnace is more and more widely used 。
工频感应炉温度控制系统的仿真研究
程并 建立 炉 壁 传 热 过 程 数 学模 型 ， 即估 计 出 Ｋ 。 、
、 。
和 的值 。文献 ［ ８ ］ 描述 了相关 系数 辨 识
法， 文献 ［ ９， １ ０ ］ 阐 述 了最 小 二 乘 法 ， 此 处 将 辨 识
方法 略去 。
模 间接 估计 铜 芯温度 来实 现反 馈 。
中图 分 类 号 Ｔ Ｈ ８ ６ ２ ． ６
参 数 辨 识 参 数 在 线更 新
仿 真
文 献 标 识 码 Ａ
文 章 编 号 １ ０ ０ ０ — ３ ９ ３ ２ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ８ — ０ ９ ５ ９ － ０ ４
以５ ０ 、 ６ ０ Ｈ ｚ 工业 频率 电流作为 电源 的感 应炉
目前 ， 炉 内铜 液 测 温 是 由人 工将 手提 测 温仪
插 入熔 化液 铜 芯 ， 读 取 数 据作 为参 考 。存 在 的 问 题是 无 法 直 接 检 测 铜 芯 的 温 度 （ 高 温 超 过
１ ０ ０ ０ ℃） ， 无 法实 现直 接反 馈 ， 因 而无 法进 行 闭环 控 制 。在此 ， 笔 者 采用 基 于 参 数 辨 识 的 软 测 量建
铜熔 过 程增益 、 铜熔 过程 时 间常数 、 炉壁传 热 过程
增 益 和炉壁 传热 过程 时间 常数 。
系统辨识 过 程 ： 首 先采 集 输 入 到 炼 铜 炉 的 电 压“ （ ｋ ） 作 为炉 内铜熔 化 过程 的输入 变量 ， 同时 用
手提测 温仪 插入 熔化 液 铜 芯测 得 铜 芯温 度 ｔ 。 （ ｋ ） 作 为炉 内铜 熔 化过 程 的输 出变量 ； 再 用 手 提 测量
建立 了炉 内铜 熔 化 过 程 的数 学 模 型 后 ， 就 能
炉温控制系统的设计与SIMULINK仿真
３ 系统 软 件 设 计 即可得到实际炉 温和给定 炉温 的偏差及温度 的变化率 炉温 的设定值 由键 盘输入 。由单片机 Ａ ８Ｃ １ Ｔ ９ ５ 构成的核心控制器按 ＰＤ控制算法 Ｉ 本 系统 的应用程序主要 由主程序 、中断服务程序 和子程序组成 。 进行 推算 ． 出所需要 的控制量 。 得 主程序的任务是对系统 进行初始化 ． 实现参数 输入 ． 并控 制电加热炉 １ 继 电器输 出控制 电路 ． ３ 的正 常运行 。 主程序 主要 由系统初始化 、 数据采集及处理等部分组成 。
炉
测温 电路将热 电偶信号变为 ０ ５ Ｖ电压信号 ． 到 Ａ Ｃ ８ ９内 ［（） （ １ ＋ ｉ（ ＋Ｋ ［（ － Ｅ ｎ １ Ｅｎ ２ 传送 Ｄ ０ ０ Ｅｎ Ｅｎ ） ＫＥＩ ｄ ｎ ２ （ ） （ ） 一 一 ］ １ ） Ｅ ） － ＋ 一】 转换 为数字量 。转换后 的数字量 与炉温数字化后 的给定值 进行 比较 ．
【 要】 系统 以Ａ ８Ｃ １ 摘 本 Ｔ ９ ５ 单片机为核心 ， 采用热 电偶冷端补偿测温电路 和固态继 电器控温 电路 ， 实现 了对电炉温度的 自 动控制 。本文
阐述 了炉温控制 系统的工作原理、 硬件 电路设计 和软件设计 以及控制规律的选择等 ． 系统采用 Ｐ Ｄ调节规律 ， ＳＭ ＬＮ Ｉ 在 Ｉ Ｕ ＩＫ里建立 系统模 型进 行仿真 ， 通过调节比例 Ｐ 积分 Ｉ 、 和微 分 Ｄ三个参数 ， 最终得到 了比较理 想的控制效果 。 【 关键ｉ］ Ｔ９ ５ ； ￣ Ａ ８Ｃ １热电偶 ； 固态继 电 ；Ｉ 节；Ｉ Ｕ ＩＫ ＰＤ调 ＳＭ ＬＮ
２１ ０ ２年
第２ ３期
Ｓ Ｉ Ｎ Ｅ＆Ｔ Ｃ Ｎ Ｏ ＹＩＦ Ｒ ＴＯＮ ＣＥ Ｃ Ｅ Ｈ ＯＬ Ｇ Ｎ Ｏ ＭＡ Ｉ
加热炉炉温控制策略研究及仿真分析 陆明伟
加热炉炉温控制策略研究及仿真分析陆明伟摘要：加热炉是铸造、热处理中应用得最多的加热设备，也是最主要的能源消耗设备。
某公司二轧厂1号、2号加热炉为连续式推钢加热炉。
炉温控制分为上加热、下加热、上均热、下均热4个控制段和1个预热段，炉膛温度为800～1200℃。
在每个控制段和预热段均安装烧嘴，由烧嘴喷出孔送出的燃烧火焰，通过对流和辐射方式将热量传给钢坯。
加热炉炉温的高质量控制关系到加热炉生产的高效性，同时影响后续轧制的产品质量。
加热炉在钢坯加热期间，炉内气氛和炉温须调节得当，否则会出现加热温度不均匀、麻点、脱碳、氧化和过烧等各种缺陷。
加热炉的轧制节奏和加热过程配合不好，除影响加热钢坯的质量外，还会造成大量能源消耗。
要很好地解决这些问题，仅靠改造生产系统的自身工艺无法实现，故专家们在系统的自动控制上也作了大量的研究工作并付诸实践。
基于此，本文主要对加热炉炉温控制策略研究及仿真进行分析，希望通过本文的分析研究，给行业内人士以借鉴和启发。
关键词：加热炉；炉温控制；策略研究引言热炉是轧钢生产线上的重要设备之一，也是轧线上的耗能大户，主要完成钢坯加热任务，通过加热改变钢的组织结构，提高钢材朔性，当温度达到轧机需要的轧制范围时进行轧制。
加热炉用来对材料进行分段加热和冷却等，其温度参数对材料的制备和生产有很大影响，温度控制精度和稳定度直接影响着锻件的性能和能源利用的效率。
有效地提高加热炉温度控制精度以及能源利用效率，增强企业竞争力，是铸造企业所面临的重要课题。
1基于Fuzzy-PID的加热炉控制系统加热炉是一个多输入多输出、非线性和时变的复杂控制系统，只采用传统的经典PID控制算法，在炉况不稳定时，炉温会出现波动，并容易引起系统振荡。
将模糊控制和PID控制两者有机结合起来，发挥各自控制优点，既有模糊控制策略适应性强且控制灵活的优点，又有经典PID控制策略精度高的特点。
PID参数模糊控制策略简称Fuzzy－PID控制策略，其中Fuzzy代表模糊控制。
(毕业设计)炉温测量系统设计与仿真(调研报告)
公司紧跟世界电梯行业的发展步伐，不断研发、吸收、引进国内外一流的设备和电梯控制技术，凭借不断积累制造的技术经验，持续改善产品质量，形成能满足客户对多样化的电梯产品需求。产品种类齐全，包括有：乘客电梯、住宅电梯、家用电梯、无机房电梯、观光电梯、医用电梯、载货电梯、别墅梯、旧房加装电梯、扶梯、自动人行道电梯等。本公司与日本富士电机株式会社等国内外相关控制、驱动等配套企业，建立了长期的技术、零部件供应等合作伙伴关系。确保永日电梯的核心部件质量均达到国内外先进水平。
在听了工人师傅的讲解后，明白了一般零件的加工过程如下:
基于MATLAB的炉温控制系统的仿真
控制系统仿真课程大作业题目: 基于MATLAB的炉温控制系统的仿真院系名称：电气工程学院专业班级：自动F0904学生姓名：学号：指导教师：教师职称：讲师评语：成绩：任课教师：时间：在数字PID算法中，为了避免传统PID控制器算法中积分累积所造成的系统较大超调和不稳定，甚至是积分饱和，人们常常会使用积分分离PID算法加以改进。
本文又提出了变速积分PID算法，并以电锅炉温度控制系统为例，基于MATLAB 并运用仿真分析手段，对两种不同算法的控制效果进行了比较，得出了积分分离算法的上升时间tr较短，而变速积分算法的调节时间ts较短，最大超调量较小，振荡次数较少，在温度控制系统中变速积分优于积分分离的结论。
本文以加热炉控制系统为例提出了一种模糊控制方案, 介绍了模糊控制器的设计过程并很方便地利用SIMULINK 进行了仿真研究, 结果证明, 这种模糊控制系统具有良好的动态性能。
关键词：PID控制；积分分离；变速积分；MATLAB1 绪论 (4)2 系统描述 (4)2.1 系统过程 (4)2.2 系统的组成和基本工作原理 (5)2.3 对象模型的归纳 (6)3 PID控制及仿真 (6)3.1分分离PID控制算法 (7)3.2 变速积分PID控制算法 (7)4 基于两种控制算法的炉温控制系统仿真 (8)结论 (10)致谢 (10)参考文献 (11)1 绪论控制系统计算机仿真是应用现代科学手段对控制系统进行科学研究的十分重要的手段之一。
进入80年代以来, 几乎所有控制系统的高品质控制均离不开系统仿真研究。
通过仿真研究可以对照比较各种控制策略与方案, 优化并确定相关参数, 特别是对于新控制决策与算法的研究, 进行系统仿真更是必不可少的。
一般而言, 对控制系统进行计算机仿真首先应建立系统模型, 然后依据模型编制仿真程序, 充分利用计算机作为工具对其进行数值求解并将结果加以显示。
显然, 通常在仿真过程中, 十分耗费时间与精力的是编制和修改仿真程序。
电阻炉温度控制系统设计及仿真研究毕业设计论文
电阻炉温度控制系统设计及仿真研究摘要温度控制在工业控制中一直是富有新意的课题，对于不同的控制对象，有着不同的控制方式和模式。
温度系统惯性大、滞后现象严重，难以建立精确的数学模型，给控制过程带来很大难题。
本论文主要针对电阻炉这一类复杂的被控对象，研究一种最佳的控制方案，以达到系统稳定、调节时间短且超调量小的性能指标。
借助MATLAB中的Simulink和Fuzzy 工具箱，对电阻炉PID控制系统和模糊控制系统进行仿真分析。
结果表明当采用PID控制时，虽然结构简单、容易实现，但无法保证控制精度；当采用纯模糊控制时，超调量与调节时间虽然同时达到预期效果，但系统出现了稳定误差，所以本文将模糊控制的智能性与PID控制的通用性、可靠性相互结合，提出了模糊控制与PID控制相结合的方案。
经仿真研究，模糊控制与PID控制相结合的控制效果达到了电阻炉温度控制系统的性能指标，是一种较为理想的智能性控制方案。
关键词：电阻炉；PID控制；模糊控制；MATLAB仿真The Temperature Control System Design and Simulation Researchof Resistance FurnaceAbstractTemperature control is a innovative topics in the industrial control. For different control targets, it has different control methods and models. The temperature system has big inertia and serious hysteresis. Since the establishment of accurate mathematical models is rather difficult,it brings very big difficult problems for the controlled process.Aims at a kind of complex controlled plant as the resistance furnace, the present paper mainly studies one kind of best control plan to achieves the performance indicators of stable system, short control time and small performance. With Simulink and Fuzzy toolbox in MATLAB Simulink ，the design carries on the simulation analysis to the resistance furnace PID control system and the fuzzy control system. The result indicated that when uses the PID control, although the system has simple structure and easy to realize, it is unable to guarantee the control precision; When it uses the pure fuzzy control, although control time and over adjustment achieves the expectation effect, but the system presented the stable error, therefore this article proposed the fuzzy control and the PID control unify plan. After the simulation research, the control effect which the fuzzy control and the PID control unified has achieved the resistance furnace temperature control system's performance index. It is one kind of more ideal intelligence control plan.Key words: Resistance furnace; PID control; Fuzzy control; MATLAB simulation目录摘要 (I)Abstract (II)第一章引言 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 论文研究的主要内容 (1)1.3论文研究的重点和难点 (2)第二章电阻炉的介绍 (3)2.1 电阻炉的特点 (3)2.2 电阻炉的分类 (4)2.3 电阻炉的工作原理 (6)2.4 电阻炉的数学模型及其推导 (7)第三章电阻炉温度控制系统 (9)3.1 温度控制方案的介绍 (9)3.2 温度控制的基本原理 (12)3.3 PID控制 (15)3.3.1 PID控制发展的现状 (15)3.3.2 PID的控制原理 (16)3.3.3 PID的控制算法 (18)3.4 PID控制的参数整定 (20)第四章模糊控制 (23)4.1 模糊控制的发展 (23)4.2 模糊控制的原理 (24)4.2.1 模糊控制系统组成 (24)4.2.2 模糊语言与模糊推理 (26)4.3 模糊控制系统的设计 (27)4.3.1 模糊控制策略 (27)4.3.2 模糊控制规则 (29)4.3.3 输入、输出变量的模糊化 (31)4.4 模糊控制的特点 (33)第五章仿真结果的分析与讨论 (35)5.1 仿真系统 (35)5.1.1 MATLAB概述 (35)5.1.2 SIMULINK的概述 (37)5.2 仿真结果 (38)5.2.1 PID控制的仿真 (38)5.2.2 纯模糊控制的仿真 (41)5.2.3 模糊-PID控制的仿真 (42)5.2.4 模糊-PID控制与PID控制仿真结果的比较 (43)5.3 仿真结果的讨论 (44)参考文献 (45)致谢 (47)第一章引言1.1 课题背景工业电阻炉是一门综合性应用技术。
型钢加热炉温度控制系统设计及仿真研究毕业设计说明书
毕业设计说明书加热炉温度控制系统设计及仿真研究摘要加热炉是一个典型的复杂的工业被控对象，它很显著地具有多变量，时变，非线性，强藕合，大惯性和纯滞后等特点，而且由于炉温分布难以测量，外界扰动因素多，很难对其进行准确建模和控制。
并且，随着工艺要求的日益提高，以前的传统控制方法己经不能满足现在的社会需求。
本设计将对加热炉控制的关键问题：燃烧控制、温度控制以及空燃比优化等进行研究，因此，本设计主要涉及以下几点：1.采用炉温---燃烧串级控制方式实现温度的自动控制。
2.在现有几种燃烧控制方法的基础上，提出了双边限幅控制。
3.提出了变空燃比的控制。
4.运用MATLAB软件对温度控制系统进行了较为全面的仿真和性能分析。
关键词：加热炉；炉温---燃烧串级控制；双边限幅控制；仿真The Design and Simulation of Furnace Temperature Control SystemAbstractFurnace is atypical industrial complex object, It is notable to have a multi-variable, time-varying, nonlinear ,strong coupling, and the inertial characteristics of pure delay, and because the temperature of furnace is difficult to measure, external disturbance factors, it is difficult to accurately modeling and control. And, With the increasing requirements of the process, the traditional control method has been unable to meet the current needs of the community. the design relates mainly to the following points: 1. using combustion temperature cascade control method of temperature control.2. Several of the existing combustion controlling methods on the basis of bilateral limiting controlled.3. Change of the air-fuel ratio control.4. Using MATLAB software on the temperature control system for a more comprehensive simulation and performance analysis.Key words:Furnace; Combustion temperature cascade control; bilateral limiting control; Matlab Simulation目录摘要 (II)Abstract ...................................................................................................................................... I II 第一章绪论 (1)1.1概述 (1)1.2国内外现状 (1)1.3本设计的研究内容 (2)1.4小结 (3)第二章加热炉工艺及难点分析 (4).21加热炉工艺流程 (4)2.2燃烧机理分析 (5)2.3加热炉工艺要求 (7)2.3.1炉膛温度 (7)2.3.2燃烧过程 (8)2.3.3炉膛压力 (8)2.3.4送风管总压力 (9)2.4加热炉难点分析 (9)2.4.1被控对象特性 (9)2.4.2加热炉控制难点 (9)2.5小结 (10)第三章加热炉控制系统 (11)3.1加热控制系统结构设计 (11)3.2炉温---燃烧串级控制 (12)3.2.1串级控制特点 (12)3.2.2炉温---燃烧串级控制分析 (12)3.2.3主回路温度控制策略选择 (13)3.3常规模糊控制器结构分析 (14)3.3.1控制器基本结构 (14)3.3.2量化因子对控制器性能的影响 (16)3.3.3模糊推理 (17)3.4温度模糊控制器设计 (18)3.4.1控制器参数确定 (18)3.4.2控制器具体设计方法 (20)3.5小结 (24)第四章燃烧控制策略研究 (25)4.1燃烧副回路的控制目标 (25)4.2基于稳定空燃比的燃烧控制策略 (26)4.2.1单回路控制原理 (26)4.2.2串级比值控制原理 (26)4.2.3单边限幅控制原理 (28)4.2.4双边限幅控制原理 (29)4.3加热炉炉温控制系统仿真结果分析 (33)4.3.1单回路控制仿真结果分析 (34)4.3.2串级比值控制仿真结果分析 (36)4.3.3单边限幅控制仿真结果分析 (37)4.3.4仿真结果分析比较 (39)4.3.5双边限幅控制仿真结果分析 (40)4.4小结 (41)第五章加热炉炉温模糊控制系统仿真 (43)5.1对象模型的建立 (43)5.2模糊控制器仿真 (44)5.3加热炉炉温控制系统仿真结果分析 (45)5.3小结 (47)参考文献 (48)附录 (50)致谢 (51)第一章绪论1.1概述随着科技的飞速发展，能源与环境面对着巨大的挑战。
基于pid控制的电锅炉温度控制系统的仿真大学本科毕业论文
基于pid控制的电锅炉温度控制系统的仿真大学本科毕业论文本科毕业论文基于PID控制的电锅炉温度控制系统仿真The Electric Boiler Temperature Control System Based on PID Control Simulation院系名称：专业班级：学生姓名：学生学号：指导教师姓名：指导教师职称：2014年5月毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得安阳工学院及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解安阳工学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：日期：目录摘要 (1)Abstract： (2)Keywords (2)第1章引言 (3)1.1课题的提出与意义 (3)1.2工业控制的发展概况 (3)1.3传统控制方法的特点 (4)1.4智能控制方法概述 (6)1.4.1智能控制方法的起源、发展和分类 (6) 1.4.2智能控制方法的特点 (7)1.5论文的主要研究内容 (8)第2章被控对象及控制策略研究 (9)2.1被控对象及其原有控制方案 (9)2.1.1被控对象分析 (9)2.1.2原有控制方案 (10)2.2控制策略研究 (11)2.2.1PID控制基本理论 (11)2.2.3设计PID控制器时注意事项 (15)2.3本章小结 (15)第3章控制系统特性及仿真工具的研究 (16) 3.1电锅炉温度控制系统特性 (16)3.2仿真工具 (18)3.2.1 MATLAB简介 (18)3.3 Simulink简介和使用 (18)3.3.1 Simulink简介与开发环境 (18)第四章控制系统仿真研究 (20)4.1 PID控制器设计 (20)4.2 PID参数的整定 (22)4.3控制系统方案的分析与选择 (26)4.4本章小结 (27)结论 (27)致谢 (28)参考文献 (28)基于PID控制的电锅炉温度控制系统仿真摘要：温度控制在工业中控制中一直是富有新意义的课题，对于不同的的控制对象有不同的控制方式和模式。
锅炉温度串级控制系统的仿真与设计
串级控制系统仿真与设计
一、锅炉温度串级控制系统的仿真与设计
如图所示为锅炉夹套水温同锅炉内胆水温串级控制系统。
锅炉夹套水温为主变量，锅炉内胆水为副变量。
1、锅炉温度串级控制系统的仿真
1）确定主、副对象的传递函数；
2）试分别采用单回路控制和串级控制设计主、副PID控制器的参数，并给出整定后系统的阶跃响应特性曲线和阶跃扰动的响应曲线，并说明不同控制方
案对系统的影响。
2、锅炉温度串级MCGS系统的设计
根据要求采用MCGS监控组态软件设计监控制界面。
3、课程设计论文应完成的工作
摘要，要求100字内的论文摘要，中英文均要求。
关键词（3—5个），中英文关键词。
前言、方案论证及方案选择、仿真系统的设计或MCGS系统的设计、调试及结论、致谢、参考文献
二、上下水箱液位串级控制系统的仿真与设计
如图所示为上下水箱液位串级控制系统。
下水箱液位为主变量，上水箱液位为副变
量。
1、上下水箱液位串级控制系统的仿真
1）确定主、副对象的传递函数；
2）试分别采用单回路控制和串级控制设计主、副PID控制器的参数，并给出整定后系统的阶跃响应特性曲线和阶跃扰动的响应曲线，并说明不同控制方案对系统的影响。
2、锅炉温度串级MCGS系统的设计
根据要求采用MCGS监控组态软件设计监控制界面。
3、课程设计论文应完成的工作
摘要，要求100字内的论文摘要，中英文均要求。
关键词（3—5个），中英文关键词。
前言、方案论证及方案选择、仿真系统的设计或MCGS系统的设计、调试及结论、致谢、参考文献。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
摘要 ： 针对现实应用中对电阻炉温度控制的高精 度要求 ， 由于 电阻炉这样的大滞后 、 非线性 、 时变的复杂系统 ， 因此设计了一 种参数 自整定 的模糊 ＰＤ温度控制系统 ， Ｉ 实现了对电阻炉温度控制的精确控制。系统融合了传统 ＰＤ控制和模糊控制两大 Ｉ 控制理 沦的优点。通过仿真和在某热工检定系统上 的实验表明 ， 方法有效解决 了快速性和超调 量之 间的矛盾 ， 响应快 、 无超 调、 鲁棒性强 ， 具有 良好 的控制效果和品质 ， 并可适应对象 以及外部环境 引起 的扰动 ， 动态特性明显优 于传统 ＰＤ控制。 Ｉ 关键词 ： 比例积分微分控制； 模糊控制 ； 参数 自整定 ； 仿真研究
ｔｅ ｆ ａｕ ｅ ｆｂ ｇ ｌｇ ｏ ｌ ｅ ｒ ｎ ａｉｂ ｅｐ ｒｍｅｅ ｓｗ ｔ ｉ ．Ｔ ｒ ｕ ｈ ｔ ｅ ｓｍｕ ａｉｎ ａ ｄ ｅ ｐ ｒ ｎ ｓｏ ｅ － ｈ ｅ ｔｒ ｓ ｏ ｉ ，ｎ ｎｉ ａ ｄ ｖ ｒａ ｌ ａ ａ ｔ ｒ ｉ ｔ ａ ｎ ａ ｈ ｍｅ ｈ ｏ ｇ ｈ ｉ ｌｔ ｎ ｘ ｅ ｍｅ ｔ ｎ ｃ ｒ ｏ ｉ ｔｉ ｈ ｒ ｔｃ ｎ ｃ ｌ ｅｅ ｔ ｇ ｓ ｓｅ ａｎ ｔ ｅ ｍｏｅ ｈ ｉａ ｔｃ ｉ ｙ ｔｍ，ｉ ｅｆｃｉ ｅｙ ｓ ｔ ｅ ｅｃ ｎ ｌ ｔ ｅｗｅ ｎ ｑ ｉ ｋ ｅ ｓａ ｄｏ ｅ ｓ ｏ ｔ ｈ ａ ｔ ｅ ｄ ｎ ｔ ｆ ｔ ｌ ｅｔ ｓｔ ｏ ｆ ｃ ｓｂ ｔ ｅ ｕｃ ｎ ｓ ｎ ｖ ｒｈ ｏ ．Ｔ ｅｆ ｓ ｒ ・ ｅ ｖ ｌ ｈ ｉ ｓ ｏ ｓ ，ｎ ｎ—ｏ ｅ ｓ ｏ ｔａ ｄ ｓ ｏ ｇ ｒ ｂ ｓｎ ｓ ｈ ｗ ｈ ｔｉ ｈ ｓｇ ｏ ｏ ｔｏｌ ｇ ｅｆ ｃ ｎ ｕ ｌ ｙ Ｍｏ ｅ ｖ ｒ ｔｃ ｎ ｐｎｅ ｏ ｖ ｒｈ ｏ ｎ ｔ ｎ ｏ ｕ ｔ ｅ ｓ ｓ ｏ ｔ ａ ｔ ａ ｏ ｄ ｃ ｎ ｒ ｌ ｎ ｆ ｔ ｄ ｑ ａｉ ． ｒ ｉ ｅ ａ ｔ ｒ ｏ ｅ ，ｉ ａ
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第２卷 第 期 ８ ６
文章 编 号 ：０ ６—９４ （ ０ １ ０ ０ １ —０ １０ ３８ ２ １ ） ６— ２ １ ４
计
算
机
仿
真
２１年６ ０１ 月
炉 温 控 制 系 统 的 仿 真 研 究
刘慧英 ， 李 斌， 张丽红 ， 江 豪
（ 北 工业 大学 自动 化 学 院 ， 西 西 安 ７ ０７ ） 西 陕 １０ ２
ａ ａｔ ｂｅｔａ ｄｔｅ ｉｕｂｎｅｃｕｅ ｙｅｔ ｎｌ ｎ ｉ ｎ ｅｔ ａｄｉ ｙａ ｃｃａａｔｒｔ ｓ ｓ ｉ ｉｃｎｌ Ｓ— ｄｐ ｊｃ ｎ ｓ ｒａ ｃ ａｓｄｂ ｘ ｒａ ｅｖ ｏｍ ｎ， ｎ ｓ ｎｍｉ ｈｒｃ ｉ ｉ ｇ ｆ ａｔ ｏ ｓ ｈｄｔ ｅ ｒ ｔｄ ｅ ｓｃ ｉ ｓ ｉ ｎ ｙＵ