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湿熄焦水压模糊控制系统研究

作　者: 钱宏
导　师: 方康玲
学　校: 武汉科技大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: 湿熄焦系统 模糊控制 多修正因子 智能积分
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


目前投产的湿熄焦水压控制系统主要采用常规PID控制，在实际现场中发现它存在达到稳定的调节时间过长和切换到高压时控制波动大等不足，针对这些问题本文提出采用一种改进的多修正因子模糊控制策略控制水压。本文在采用simulink仿真的基础上，在PLC中移植了几种常用模糊控制算法用来控制水压。结果表明：与经过采用ZN法整定参数的常规PID对比，模糊算法具有响应速度较快和鲁棒性较强的优点；常规模糊控制算法存在稳态误差并且模糊推导规则不易确定；带修正因子模糊控制算法简化了规则推导但不能消除稳态误差；模糊自整定PID控制算法、模糊PID多模多段控制算法增加积分环节可消除稳态误差，但是存在规则不易推导、参数众多的缺陷。在此基础上提出改进的多修正因子模糊控制策略，采用连续函数解析式来实现推理过程，并且加入智能积分环节消除系统的稳态误差，简化了模糊规则的推导，减少了待寻优参数的数量，仿真和实验结果表明控制性能良好，易于在现实中实践。将该算法运用在湿熄焦水压控制系统中，设计了一套基于S7-300的湿熄焦自动控制系统，实现了熄焦的自动化操作，上位机采用WINCC实现监控，人机交流性好，取得了良好的控制效果。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章 绪论  8-11
  1.1 国内外研究发展概况  8-9
    1.1.1 模糊控制的发展概况  8
    1.1.2 湿熄焦系统的发展概况  8-9
  1.2 研究的背景意义  9
  1.3 论文的研究内容和结构  9-11
    1.3.1 本文的研究内容  9-10
    1.3.2 本文的结构  10-11
第二章 湿熄焦的水压控制研究  11-14
  2.1 湿熄焦的水压控制要求  11-12
  2.2 湿熄焦水压控制对象的特性分析  12
  2.3 湿熄焦水压控制的策略研究  12-13
  2.4 本章小结  13-14
第三章 几种模糊控制算法的仿真研究  14-34
  3.1 模糊控制算法的仿真对象  14-15
  3.2 仿真环境介绍  15-16
  3.3 常规模糊控制算法  16-22
    3.3.1 输入量的模糊化  17-18
    3.3.2 模糊控制规则的制定  18-19
    3.3.3 模糊推理过程  19-20
    3.3.4 解模糊过程  20
    3.3.5 模糊算法的计算机实现  20-21
    3.3.6 控制器的性能分析  21
    3.3.7 控制器的仿真  21-22
  3.4 带修正因子的模糊控制算法  22-24
    3.4.1 算法原理  22-23
    3.4.2 性能分析  23
    3.4.3 仿真分析  23-24
  3.5 模糊自整定 PID 控制算法  24-26
    3.5.1 算法原理  24-25
    3.5.2 性能分析  25
    3.5.3 仿真分析  25-26
  3.6 模糊 PID 多模多段控制算法  26-28
    3.6.1 算法原理  26-27
    3.6.2 控制性能  27
    3.6.3 仿真分析  27-28
  3.7 一种改进的多修正因子模糊控制算法  28-32
    3.7.1 修正因子的在线自调整  29-30
    3.7.2 并联智能积分消除稳态误差  30-31
    3.7.3 仿真分析  31-32
  3.8 仿真效果分析  32-33
  3.9 本章小结  33-34
第四章 基于模糊算法的湿熄焦水压控制系统试验研究  34-44
  4.1 水压控制试验台的系统构成  34-35
    4.1.1 水压控制系统试验台的硬件构成  34-35
    4.1.2 水压控制系统试验台的软件构成  35
  4.2 PLC 实现模糊控制算法的子程序设计  35-37
    4.2.1 采样值滤波程序  36
    4.2.2 定时中断采样程序  36-37
    4.2.3 模糊化与解模糊程序  37
    4.2.4 AD 转化和 DA 转化程序  37
  4.3 PLC 实现基本模糊控制算法的设计  37-38
  4.4 PLC 实现带修正因子模糊控制算法的设计  38
  4.5 PLC 实现模糊自整定 PID 控制算法的设计  38-39
  4.6 PLC 实现模糊 PID 多模多段控制算法的设计  39-40
  4.7 PLC 实现改进的多修正因子模糊控制算法的设计  40
  4.8 试验结果分析  40-43
  4.9 本章小结  43-44
第五章 湿熄焦水压自动控制系统的实现  44-52
  5.1 湿熄焦的生产流程  44-45
  5.2 湿熄焦控制系统的硬件组成  45-48
  5.3 湿熄焦系统的软件组成  48-50
  5.4 湿熄焦水压控制系统的改进型模糊算法实现  50-51
  5.5 现场运行效果  51
  5.6 本章小结  51-52
第六章 总结与展望  52-54
参考文献  54-57
研究生期间发表论文和参与科研项目  57-58
致谢  58

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统
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