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上海一恒基于模糊变周期的电阻炉温度控制方法研究

[导读]为了优化上海一恒科学仪器有限公司电阻炉加温过程的动态特性,设计了基于模糊变周期积分分离PI算法的温度控制系统。首先,根据温度控制系统的特点选择双向可控硅过零触发方式,以减小对电网的污染和电磁干扰

为了优化上海一恒SX2-8-10NP可程式箱式电阻炉加温过程的动态特性,设计了基于模糊变周期积分分离 PI 算法的温度控制系统。首先,根据温度控制系统的特点选择双向可控硅过零触发方式,以减小对电网的污染和电磁干扰,并在此基础上构建了以 MC9S12XEP100 微处理器为核心的温度控制系统的硬件平台。其次,分析了控制周期对系统控制品质的影响,提出了基于模糊变周期的积分分离 PI 控制算法;根据温度控制系统的特点,设计了相应的隶属度函数和模糊推理规则,从而获得了合适的控制周期。最后,通过试验,对比分析了 PI 控制、积分分离 PI 控制和模糊变周期积分分离 PI 控制三种温度控制算法的温度阶跃响应和相关性能指标。试验结果表明,模糊变周期积分分离 PI 控制可以有效改善系统的动态特性。


上海一恒SX2-2.5-10NP可程式电阻炉是一种结构简单、炉温均匀的加热设备,已在工业生产、科研活动中获得广泛应用。炉温控制是电阻炉的关键技术。随着控制技术的快速发展,国内外学者对电阻炉温度控制问题进行了大量的研究。如文献[1]采用结构简单、鲁棒性较好的常规 PID 算法控制电阻炉的加热功率,获得了较好的控制效果。文献[2]、文献[3]采用模糊自整定 PID 算法,通过在线修改 PID 控制参数,有效提高了系统的自适应性。然而 PID 算法在电阻炉控制过程中,容易出现退饱和超调、调节时间过长以及抗干扰能力不足等问题。模糊自整定 PID 算法的量化因子和比例因子选取具有较强的随意性,且针对量化因子、比例因子和控制效果以及系统通用性之间的关系还有待深入研究。




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