PID开题报告10839.pdf

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1、本课题研究的目的 意义 在人类的生活环境中，温度扮演着极其重要的角色。无论你生活在哪里，从事什么工作，无时无刻不在与温度打着交道。自 18 世纪工业革命以来，工业发展与是否能掌握温度有着密切的联系。在冶金、钢铁、石化、水泥、玻璃、医药等行业，可以说几乎 80%的工业部门都不得不考虑着温度的因素。温度不但对于工业如此重要，在农业生产中温度的监测与控制也有着十分重要的意义。温度是生产过程和科学实验中非常普遍而又十分重要的物理参数。在工业生产过程中，为了高效地进行生产，必须对生产工艺过程中的主要参数，如温度、压力、流量、速度等进行有效的控制，其中温度控制在生产过程中占有相当大的比例。准确地测量和有效

2、地控制温度是优质、高产、低耗和安全生产的重要条件。在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称 PID控制，又称 PID 调节。根据 PID 控制原理对整个控制系统进行偏差调节，从而使被控变量的实际值与工艺要求的预定值一致。PID 控制器问世至今已有近 70 年历史，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型、控制理论的其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用 PID控制技术最为方便。PID 控制算法的控制系统具有真正的智能化和灵活性，有自

3、动检测、数据实时采集、处理及控制结果显示等功能，对提高温度的控制精度具有较好的意义。传统的经典控制渐渐不能满足控制要求的情况下,通过应用模糊控制技术来完成对系统的控制要求,引进模糊 PID 温度控制，它将模糊控制和 PID 控制器两者结合起来，扬长避短，既具有模糊控制灵活而适应性强，调节速度快的优点，又具有 PID 控制无静差、稳定性好、精度高的特点，对复杂控制系统和高精度伺服系统具有良好的控制效果.国内外研究现状 温度控制系统在国内各行各业的应用虽然已经十分广泛，但从生产的温度控制器来讲，总体发展水平任然不高，同日本、美国、德国等先进国家相比有着比较大的差距。目前，我国在这方面总体技术水平处

4、于 20 世纪 80 年代中后期水平，只能适应一般温度系统控制，难于控制滞后、复杂、时变温度系统的控制。而适应于较高控制场合的智能化、自动化控制仪表，国内技术还十分不成熟。国外温度控制系统发展迅速，并在智能化、自适应、参数自整定等方面取得成果。日本、美国、德国、瑞典等技术领先，都生产出一批商品化、性能优异化的温度控制器及仪器仪表，并在各行业广泛应用。发展的总趋势：向高精度、智能化、小型化、低消耗、低成本等方面发展。PID 控制策略是最早发展起来的控制策略之一，现今使用的 PID 控制器产生并发展于1915-1940 年期间尽管自 1940 年以来，许多先进的控制方法不断的推出，但由于 PID

5、控制具有结构简单、鲁棒性好、可靠性高、参数易于整定，P、I、D 控制规律各自成独立环节，可根据工业过程进行组合，而且其应用时期较长，控制工程师们已经积累大量的 PID 控制器参数的调节经验。因此，PID 控制器在工业控制中仍然得到广泛的应用，许多工业控制器仍然采用 PID 控制器。PID 控制器的发展经历了液动式、气动式、电动式几个阶段，目前正由模拟控制器向着数字化、智能化控制器的方向发展 模糊控制的概念是由美国加利福尼亚大学著名教授 L.A.Zaden 首先提出的，经过 20 多年的发展，模糊控制取得了瞩目的成就。模糊控制适用于非线性、数学模型不确定的控制对象，对被控对象的时滞非线性和时变性

6、具有一定的适应能力，同时对噪声也有较强的抑制作用，即鲁棒性较好。但模糊控制器本身消除系统稳态误差的性能比较差，难以达到较高的控制精度。而 PID 控制正好可以弥补其不足，近年来已有不少将模糊技术与传统技术结合起来设计模糊逻辑控制的先例。在文献中介绍了多种能提高 PID 控制精度的模糊 PID 混合控制方案，例如：引入积分因子的模糊 PID 控制器；混合型模糊 PID 控制器；另外将其与其它先进控制技术结合又有模糊自适应 PID 控制、神经网络模糊 PID 控制等。拟采取的研究路线 熟悉系统设计基本原理 完成模糊 PID 温度控制系统总体设计方案 完成模糊 PID 温度控制系统硬件设计 进行软件设计及调试 进度安排 第一周：同学生见面，安排毕业设计题目，让学生查相关文献 第二周：安排学生翻译英文资料 第三周：检查文献查阅情况，学生提出总体方案 第四周：学生讲解总体方案，对学生的总体方案提出修改意见 第五六周：整理总体方案，进行方案的模块分解 第七八周：提出本论文的难点，查阅解决难点技术的成功经验 第九十周：对关键技术进行研究，提出解决办法 第十一十二周：学生论文准备及写作阶段 第十三十四周：论文修改阶段 第十五周：完善和充实设计内容 第十六周：整理论文