李忠明 遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院自動(dòng)化系 遼寧錦州 121001

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大型工業(yè)溫控設(shè)備的自動(dòng)化控制模型改進(jìn)

李忠明 遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院自動(dòng)化系 遼寧錦州 121001

大型工業(yè)設(shè)備是生產(chǎn)不可或缺的條件之一，主要起到生產(chǎn)加工的作用。傳統(tǒng)的溫度控制模型一般多采用開(kāi)關(guān)或常規(guī)的PID控制，在對(duì)大型設(shè)備進(jìn)行溫度控制時(shí)穩(wěn)定性和精準(zhǔn)度都不夠。并且控制系統(tǒng)的自動(dòng)化程度不夠高，人工消耗較大。為此，提出一種大型工業(yè)溫控設(shè)備的自動(dòng)化控制改進(jìn)模型，將模糊自適應(yīng)PID控制技術(shù)和卡爾曼濾波算法在同一系統(tǒng)模型中共同應(yīng)用，通過(guò)建立大型工業(yè)設(shè)備控制數(shù)據(jù)模型，將適合于設(shè)備運(yùn)行的溫度控制系統(tǒng)結(jié)合模糊自適應(yīng)PID控制技術(shù)建立模糊規(guī)則，完成模糊自適應(yīng)大型工業(yè)設(shè)備的PID控制系統(tǒng)，并將卡爾曼波濾算法加入，提高了整個(gè)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)表明，本文提出的大型工業(yè)溫控設(shè)備的自動(dòng)化控制模型具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，控制溫度效果明顯，節(jié)約了工業(yè)生產(chǎn)的成本，能夠廣泛進(jìn)行應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】

大型工業(yè)；溫控設(shè)備；自動(dòng)化；控制模型

引言

大型工業(yè)設(shè)備在生產(chǎn)加工領(lǐng)域?yàn)槿祟愄峁┝朔浅４蟮膸椭?，但在生產(chǎn)的過(guò)程中，設(shè)備必須保持規(guī)定的壓強(qiáng)和溫度，如果溫度過(guò)高極容易導(dǎo)致設(shè)備在高壓引發(fā)爆炸，產(chǎn)生生產(chǎn)事故，給人們的生產(chǎn)生活帶來(lái)巨大的損失。

傳統(tǒng)的溫度控制模型一般多采用開(kāi)關(guān)或常規(guī)的PID控制，在對(duì)大型設(shè)備進(jìn)行溫度控制時(shí)穩(wěn)定性和精準(zhǔn)度都不夠。并且控制系統(tǒng)的自動(dòng)化程度不夠高，人工消耗較大。

提出一種大型工業(yè)溫控設(shè)備的自動(dòng)化控制改進(jìn)模型，將模糊自適應(yīng)PID控制技術(shù)和卡爾曼濾波算法在同一系統(tǒng)模型中共同應(yīng)用，通過(guò)建立大型工業(yè)設(shè)備控制數(shù)據(jù)模型，將適合于設(shè)備運(yùn)行的溫度控制系統(tǒng)結(jié)合模糊自適應(yīng)PID控制技術(shù)建立模糊規(guī)則，完成模糊自適應(yīng)大型工業(yè)設(shè)備的PID控制系統(tǒng)，并將卡爾曼波濾算法加入，提高了整個(gè)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

1　大型工業(yè)溫控設(shè)備分析

1.1設(shè)備溫控的特點(diǎn)

大型工業(yè)設(shè)備體積較大，為也保證能夠?qū)⒃O(shè)備內(nèi)部的濕氣及時(shí)排出，大型工業(yè)設(shè)備都會(huì)底部安裝排濕風(fēng)扇，該風(fēng)扇能夠按照傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求啟動(dòng)，并且通過(guò)大型工業(yè)設(shè)備頂部安裝的煙囪進(jìn)行濕氣的排放。因?yàn)樵谂艢膺^(guò)程中會(huì)有氣流的擾動(dòng)，因此大型工業(yè)溫控是一個(gè)復(fù)雜的控制系統(tǒng)。特點(diǎn)主要有：該溫度控制是受體積巨大影響，是一個(gè)超級(jí)滯后大慣性的系統(tǒng)，在降溫過(guò)程中存在許多不確定性。并且熱氣在排放過(guò)程中因水分含量不同，環(huán)境參數(shù)模型不一致，導(dǎo)致溫度控制難度較大。

1.2溫控?cái)?shù)學(xué)模型

小學(xué)生在寫(xiě)作練習(xí)中，經(jīng)常出現(xiàn)頭腦空白、無(wú)話可說(shuō)等現(xiàn)象，因此寫(xiě)作學(xué)習(xí)積極性不高。這同小學(xué)生缺乏閱讀量、知識(shí)面以及詞匯量相對(duì)較少等具有緊密聯(lián)系。因此，新時(shí)期小學(xué)語(yǔ)文 教師在實(shí)際展開(kāi)教學(xué)活動(dòng)的過(guò)程中，必須明確把握閱讀與寫(xiě)作之間的緊密聯(lián)系，通過(guò)培養(yǎng)學(xué)生良好的閱讀習(xí)慣，為學(xué)生高效展開(kāi)寫(xiě)作學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)，同時(shí)還可以在寫(xiě)作練習(xí)中培養(yǎng)學(xué)生良好的閱讀與思考能力，為實(shí)現(xiàn)小學(xué)生綜合素養(yǎng)的全面培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。

在大型工業(yè)溫控設(shè)備中均采用電加熱裝置，因此溫控系統(tǒng)可以通過(guò)一階固定范圍慣性后環(huán)節(jié)模型，用公式表示為：

其中K大型工業(yè)設(shè)備靜態(tài)增益，T為控制系統(tǒng)的時(shí)間系數(shù)，t為控制溫度滯后時(shí)間。1.3常規(guī)PID溫度控制

PID控制是目前大型工業(yè)溫控設(shè)備普遍采用的方法，將被控對(duì)象溫度的比例通過(guò)線性組合進(jìn)行調(diào)控。

通常常規(guī)數(shù)字PID控制算法用公式表示為：

PID控制在實(shí)際的大型工業(yè)設(shè)備在生產(chǎn)過(guò)程中，溫控系統(tǒng)非線性，控制過(guò)程時(shí)變性不穩(wěn)定性存在，數(shù)學(xué)模型不易建立，控制效果很難達(dá)到實(shí)際生產(chǎn)要求。

2　模糊自適應(yīng)PID溫控系統(tǒng)

自適應(yīng)PID溫控系統(tǒng)結(jié)合了常規(guī)的控制方法，將模糊控制中模糊思想和PID常規(guī)控制結(jié)合，將控制誤差轉(zhuǎn)變?yōu)槟：评頇C(jī)制介入到大型工業(yè)溫控設(shè)備中，對(duì)線性參數(shù)自動(dòng)提高魯棒性。

2.1模糊自適應(yīng)PID溫控原則

2.2卡爾曼濾波算法

在大型工業(yè)溫控系統(tǒng)中加入卡爾曼濾波算法用以產(chǎn)生線性參數(shù)，其具體的方程離散域線性計(jì)算方法為：

3　結(jié)論

提出一種大型工業(yè)溫控設(shè)備的自動(dòng)化控制改進(jìn)模型，將模糊自適應(yīng)PID控制技術(shù)和卡爾曼濾波算法在同一系統(tǒng)模型中共同應(yīng)用，通過(guò)建立大型工業(yè)設(shè)備控制數(shù)據(jù)模型，將適合于設(shè)備運(yùn)行的溫度控制系統(tǒng)結(jié)合模糊自適應(yīng)PID控制技術(shù)建立模糊規(guī)則，完成模糊自適應(yīng)大型工業(yè)設(shè)備的PID控制系統(tǒng)，并將卡爾曼波濾算法加入，提高了整個(gè)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)表明，本文提出的大型工業(yè)溫控設(shè)備的自動(dòng)化控制模型具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，控制溫度效果明顯，節(jié)約了工業(yè)生產(chǎn)的成本，能夠廣泛進(jìn)行應(yīng)用。

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【作者簡(jiǎn)介】

李忠明， 男，籍貫遼寧營(yíng)口，遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院自動(dòng)化系，自動(dòng)化專業(yè)，副教授