控制算法的硅碳棒性提出了更高的要求
2021-08-02 19:22:44 點(diǎn)擊：
由于文中溫度控制對(duì)象在溫度升高過程中會(huì)發(fā)生變化。這就對(duì)控制算法的硅碳棒性提出了更高的要求。雙閉環(huán)自適應(yīng)模糊PID算法比常規(guī)PID控制算法具有更強(qiáng)的硅碳棒性，這一特點(diǎn)使雙閉環(huán)自適應(yīng)模糊PID算法比常規(guī)PID控制算法更適合文中系統(tǒng)的溫度控制。下面對(duì)雙閉環(huán)自適應(yīng)模糊PID控制與常規(guī)PID控制進(jìn)行仿真比較。
雙閉環(huán)自適應(yīng)模糊PID算法和常規(guī)PID算法在上述模型下仿真結(jié)果如圖4.4所示，圖(a)為雙閉環(huán)自適應(yīng)模糊PID的仿真曲線，圖(b)為常規(guī)PID控制的仿真曲線。從兩圖比較可以看出，兩種控制算法在控制對(duì)象不變的情況下，本文提出的算法比常規(guī)PID控溫速度要快一些，且均能實(shí)現(xiàn)快速無超調(diào)控制。
硅碳棒加熱爐系統(tǒng)主要的擾動(dòng)就是電阻的近線形變化。本章按照3.8式將電阻比例環(huán)節(jié)用一個(gè)限幅的斜坡干擾信號(hào)，近似模擬實(shí)際情況的電阻干擾，斜坡信號(hào)的從100秒時(shí)加入。仿真結(jié)果如圖4._5所示。圖(a)為雙閉環(huán)自適應(yīng)模糊PID控制的輸出曲線，圖(b)為PID控制的輸出曲線。可以看出雙閉環(huán)自適應(yīng)模糊控制可以很好的抑制電阻干擾，輸出與沒有擾動(dòng)時(shí)的輸出是一樣的，恒定快速;而PID控制在控制器參數(shù)固定的情況下，大致需要2000s才能達(dá)到期望的溫度值，調(diào)節(jié)時(shí)間大大加長，嚴(yán)重影響了系統(tǒng)的測試效率。
硅碳棒加熱爐工作時(shí)經(jīng)常會(huì)受到電源波動(dòng)等干擾，直接影響了加熱電流的穩(wěn)定性。現(xiàn)在給系統(tǒng)內(nèi)環(huán)加入電流干擾信號(hào)，當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定值后，在1200s時(shí)給內(nèi)環(huán)加入一個(gè)向下的階躍擾動(dòng)，該擾動(dòng)持續(xù)時(shí)間為_50秒，幅度大致為內(nèi)環(huán)穩(wěn)定值的三分之一。仿真結(jié)果如圖4.6所示。從系統(tǒng)的調(diào)節(jié)曲線可以看出，PID控制的超調(diào)達(dá)到150 ℃，而雙閉環(huán)自適應(yīng)模糊PID控制算法能夠有效的抑制隨機(jī)干擾，并在系統(tǒng)遇到二次干擾時(shí)，能及時(shí)的將干擾抑制，使外環(huán)控制量不受影響。
硅碳棒加熱爐工作時(shí)需要打開爐門放入裝有測試樣品的柑禍。現(xiàn)在給系統(tǒng)加入溫度干擾信號(hào)，當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定值后，在1_SOOs時(shí)加入了一個(gè)幅值為100 ℃向下的階躍，模擬向高溫爐中加入溫度相對(duì)較低的柑禍的實(shí)際效果，仿真結(jié)果如圖4.7所示。從系統(tǒng)的調(diào)節(jié)曲線可以看出，本文的算法能夠有效的抑制隨機(jī)干擾，并在系統(tǒng)遇到各種干擾時(shí)，能及時(shí)對(duì)控制器參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，較快的達(dá)到期望工作溫度。www.yagpc.com
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