中频感应加热炉温度控制的非常重要说明

中频感应加热炉温度控制的非常重要说明中频感应加热炉温度控制如下图所示:

中频感应加热炉温度控制系统的原工作原理图

工作原理：由集成的热电偶变送器对系统温度进行检测，并完成信号标准化变送功能。单片机执行模糊控制功能、由固态继电器控制大功率发热器电源的导通与断开，从而达到控制温度的目的。

中频感应加热炉模糊控制系统的组成

模糊控制器采用的是一台微型计算机，它是整个模糊控制系统的核心部分。它是基于模糊知识的表示和规则推理的语言型“模糊控制器”，这也是模糊控制系统区别于其它自动控制系统的特点所在。

中频感应加热炉模糊控制系统的组成如图下图所示。

模糊化：这部分的作用是将输入的精确量转换成模糊化量。

知识库：由数据库和模糊控制规则库两部分组成，用来保存数据和控制规则。

模糊推理：模糊推理是模糊控制器的核心，它具有模拟人的基于模糊概念的推理能力。该推理过程是基于模糊逻辑中的蕴含关系及推理规则来进行的。

清晰化：清晰化的作用是将模糊推理得到的控制量(模糊量)变换为实际用于控制的数字量。模糊控制器设计的内容

确定模糊控制器的输入变量和输出变量(即控制量)，包括语言值及其隶属度函数。

选择模糊控制器的输入和输出变量的论域。

设计模糊控制器的控制规则，确立模糊化和非模糊化(又称清晰化)的方法。

确定模糊控制器的参数(如量化因子、比例因子)。

编制模糊控制算法的应用程序。

温度自动控制的原理

所谓温度自动控制，就是为了使作为控制对象的温度、压力、和被加热物的成分等物理量，在过程的负荷条件变化以及外部干扰情况下，仍能保持预先的设定值，而自动调节温度，使其处于最佳状态。

例如对炉温加热系统，则有如下模糊规则：

“若炉温很低，且炉温上升不快，则快速加热”

“若炉温很高，且炉温快速上升，则暂停加热”等等。

关键技术

（1）模糊控制的基本原理和分析方法；

（2）测定炉温参数的技术性分析；

（3）matlab平台模糊系统技术的建模仿真；

（4）模糊系统建模系统的控制技术

可能遇到的困难和问题以及将要解决问题的方法

由于对熔炼炉温度的控制过程具有非线性、时滞、时变和难以用建立数学建模的控制方法以及装置实现进行了研究。该问题的难点和需要解决的问题主要是：

（1）控制对象比较复杂而且难以建立数学模型。

（2）在控制温度上具有非线性、时间上具有滞后性和时变性。

（3）受现有条件限制，例如人、环境、测量工具和方法等因素的影响，所得到数据跟实际存在较大的差别。希望在原有设备及技术条件下进行低成本的技术改造。

中频感应加热炉技术路线

基于以上研究内容和关键技术的分析制定出模糊控制技术在中频感应加热炉中温度的控制的研究路线方法如下图所示的分析技术路线原理方框图。

针对以上述问题主要对如下进行研究和讨论：

1）由于控制对象具有建模困难，存在时间上滞后及非线性特性等复杂特征，通过对模糊控制进行了研究和数值仿真来进行解决。这就需要熟练掌握模糊控制理论的基本原理和mathworks.matlab开发平台这个开发工具。

2）可通过改进控制技术(特别是控制算法)，尽可能采用先进的测量工具来消除测量误差，多进行参数的比较和分析来提高控制水平。

3）在硬件上不需要大的投入，主要软件上进行模拟仿真，从而实现低成本下的自动化控制。预期目标

(1)对于目前在中频感应加热炉冶炼工业温度难于控制的现象，希望能提出一种有效的控制方法对其进行实际控制。

(2)完成温度模糊控制器的设计：在掌握了模糊控制的基本理论的基础上，针对熔炼炉温度的动态性分析，考虑其可行性和有效性的情况下，设计出温度模糊控制器。

(3)通过对中频感应加热炉温度模型的辨识，提出了一种有效的建模方法。

（4）完成对中频感应加热炉温度系统的有效控制：通过仿真和实际运行结果的比较，表明模糊控制的可行性和有效性。实现对熔炼炉温度控制系统的有效平稳控制，达到对检定炉温度控制误差±10℃。

（5）通过对熔炼炉温度系统的有效控制，能够减少人力资源，提高产品质量和性能，基本上实现自动化控制。

可行性分析

1.操作人员在长期的操作实践中积累了宝贵的控制经验，摸到被空对象的一些“脾气”，在他们实际操作行为中，有意识地或无意识地用一些具有模糊性的操作规则来操作。

2.领域专家在被控过程的专业领域方面有着专业理论知识和该领域的工作经验，对被控过程的机理（物理的、化学的、生化的等等）有着深刻的是认识，对过程的行为及对外部作用的反应也给出了理论分析和解释

3.有关的控制工程师具备控制理论知识而且对具体被控过程有相当的了解和经验，他们可能把控制理论在这个具体被控对象上的应用进行过多次的尝试和总结，他们的经验也是很宝贵的。

归纳整理这些有关人员的经验和知识而形成规则库可以采取以下的措施：

（1）通过各种途径搜集这些人员的经验和知识，他们的经验和知识有时用经过思考的语言形式来表达。

（2）可以采用问答的方式，认真地组织一系列的问题，请有关人员进行回答，挖掘他们的经验。

（3）观察操作人员的控制动作，通过观察进行总结。