基于PLC的微波加热器温度控制系统设计

设计了一套PLC控制的微波加热器温度控制系统。以工业高功率微波加热器为研究对象,用S7-200PLC及模拟量输入、输出模块组成基本控制单元,使加热器内温度保持恒定。针对微波加热器内温度系统的大惯性、非线性特征,采用模糊控制算法来对温度进行处理,克服了传统PID算法参数调整复杂、超调量大的缺点。实验结果表明,对温度采用模糊控制能获得较好的稳态精度和动态特性,能够满足工业领域恒温加热的要求。     

生产工艺流程中基于PID算法的温度控制方法

生产工艺流程中常常既有恒温要求,也有温度按照特定曲线变化要求。在生产工艺流程不同阶段的温度拐点,传统的PID控制会出现较为严重的超调。针对这一问题,设计了一种改进的PID算法,在临近温度拐点适时变更为PD控制作为过渡,以抑制超调。实验表明这种方法可以大大降低超调量,显著改善控制品质;同时,算法简单,计算量小,经济适用,可广泛应用于以单片机为核心的温度控制系统中。     

基于LabVIEW的温度采集和控制系统

温度采集和控制系统具有非线性、滞后大、建模难的问题,应用传统PID控制方法控制输出存在比例冲击和微分突变,使系统产生较大超调。为了避免这些问题,设计了一种基于LabVIEW的新型模糊PID控制器（FI-FP-FD控制器）,并将其应用于基于虚拟仪器技术搭建的温度采集和控制系统中。现场试验表明,此新型模糊PID控制器有效地实现了对系统的温度采集和控制,有很高的实用价值。     

基于新型模糊 PID 算法的恒温控制系统研究

为解决传统恒温控制在工农业应用中自动化程度低、精准度不高以及稳定性差等问题,设计了一种基于新型模糊 PID( Proportion Integration Differentiation) 控制理论的自动控制系统。该系统应用 STM32 芯片对温度量进行采集和实时控制,使用矩阵键盘和液晶屏作为人机交互设备,引入新型模糊 PID 控制算法,构建新型模糊PID 控制器,通过迭代算法整定比例、积分和微分参数值,得到加热控制量,控制器根据该控制量按对应的PWM( Pulse Width Modulation) 高电平占空比输出电流量对半导体制冷片进行加热。实验表明,该系统能快速采集系统温度并进行实时控制,将系统温度稳定在预期温度,系统理论绝对误差为 0． 1 ℃ ,实际测量误差为0． 5 ℃ 。系统较好地实现了温度自动检测与控制,解决了自动化程度低、精准度不高以及稳定性差的问题。     

基于输入整形技术的屋面材料送料系统

在对屋面材料自动送料控制系统进行建模的基础上,采用经典控制理论与输入整形技术相结合的控制方法,设计了屋面材料自动控制系统。经实际应用表明:整形后的位置响应超调量明显缩小,输出摆角明显减小,说明该控制系统实现了屋面材料送料系统的防摆控制,且稳定、可靠。     

基于Smith预估型模糊PID温度控制系统的设计

针对室内温控系统中响应时延大、稳定性较差以及超调量大等问题,设计一种基于Fuzzy-Smith滞后补偿型PID温度系统,将Smith补偿型控制器加入回路系统中,提前预判对象的性能,反馈到调节器,以此补偿过程误差,并通过Matlab软件设计模型;实验结果可知:传统PID算法和Fuzzy-PID算法的上升速度较快,但稳态品质较差,调节能力较弱; Smith算法的超调量相比其他算法小,能够使系统保持较好的鲁棒性,但曲线上升时间和系统调节时间较慢; Fuzzy-Smith控制的温度上升较快,超调量很小,调节到稳定温度值所花时间较少,明显改善温控系统的性能,能够达到预期的稳态特性;算法能有效地抑制纯滞后的影响,降低系统的超调量,加速响应过程。     

模糊PID在油菜籽热风干燥控制系统的研究简

为了提高油菜籽干燥过程的控制精度和稳定性,针对目前PID(比例积分微分,Proportion Integration Differentiation)控制超调量大、调节能力弱和适应性差等问题,提出了一种油菜籽热风干燥控制系统的模糊PID控制算法.采用Matlab的模糊推理系统,建立了模糊PID控制器的数学模型和控制规则.根据油菜籽的干燥特性曲线,设计出油菜籽热风干燥相应的工艺方案.通过Simulink仿真,研究了PID控制和模糊PID控制在油菜籽热风干燥控制系统中的温度响应特性和系统适应性.结果表明:在目标温度设定为65℃时,与PID控制相比,基于模糊PID控制的油菜籽热风干燥控制系统最大超调量减小了5.68%,调节时间减少了37s,静态误差减小了0.1%,模糊PID控制具有更好的动态和静态响应特性.在系统参数改变的情况下能满足油菜籽热风干燥的工程应用需求,具有比PID控制更好的适应性.     

磁悬浮球的鲁棒控制器设计

为了掌握磁浮支承的设计和控制原理,设计一种新型的磁悬浮球实验装置,建立其动力学模型。应用H∞混合灵敏度控制理论,通过合理选取加权函数,设计该实验装置的H∞鲁棒控制器,并采用数字控制方法,对其离散化后用DSP系统实现了其稳定控制。仿真和实验结果表明:与传统的PID控制方法相比,基于H∞控制理论设计的磁悬浮球控制器具有更好的动态性能,如系统起浮时的超调量从0.8 mm降低到0.4 mm,稳态偏差从原来的0.35 mm降低到0.10 mm,且具有更快的响应速度和更强的鲁棒性。     

模糊PID在油菜籽热风干燥控制系统的研究

为了提高油菜籽干燥过程的控制精度和稳定性,针对目前PID(比例积分微分,Proportion Integration Differentiation)控制超调量大、调节能力弱和适应性差等问题,提出了一种油菜籽热风干燥控制系统的模糊PID控制算法.采用Matlab的模糊推理系统,建立了模糊PID控制器的数学模型和控制规则.根据油菜籽的干燥特性曲线,设计出油菜籽热风干燥相应的工艺方案.通过Simulink仿真,研究了PID控制和模糊PID控制在油菜籽热风干燥控制系统中的温度响应特性和系统适应性.结果表明:在目标温度设定为65℃时,与PID控制相比,基于模糊PID控制的油菜籽热风干燥控制系统最大超调量减小了5.68%,调节时间减少了37s,静态误差减小了0.1%,模糊PID控制具有更好的动态和静态响应特性.在系统参数改变的情况下能满足油菜籽热风干燥的工程应用需求,具有比PID控制更好的适应性.     

一种基于输液速度与温度实时监控的输液监护仪设计

为了实时有效地监控输液速度、输液温度等输液状态信息,提出了一种新型输液监护仪的系统设计。该输液监护仪采用红外对管作为传感器对液滴滴落采集计数,实现对输液速度和剩余输液量的监控。用温度传感器DS18B20采集温度数据和用PTC加热器对输液管加热,实现对输液温度的控制。特别是对输液温度的监控,可以精确地将输液温度控制在恒温,让患者处于舒适的输液环境,提高患者对药液的吸收,避免寒冷输液给患者带来的负面影响。同时系统预设报警值,将采集到的数据与预设报警值进行比较判断,完成报警功能。实验测试证明,该监护仪能够准确地对输液状态信息进行监控,验证了输液监护仪设计的可行性与可靠性。     

光学冷加工抛光液温度控制系统

在确保恒温精度的同时，为了在尽可能短的时间内使液体温度达到预定的温度，以提高工作效率，提出了全程动态加热方案，根据被加热对象的体积、热容量、起/止温度等确定电热器的功率，由此构建了最佳动态加热控制模式，基于这种模式，研制了“光学冷加工抛光液温控系统”，实验结果表明：该系统具有温升块、超调量小、精度高的特点，达到了高效节能的目的。     

液压张力温轧实验轧机薄带在线加热温度控制

采用电阻加热的方法对试样施加低电压大电流实现在线加热.为保证薄板加热过程中的测温精度和温度均匀性,设计了接触式测温仪和双回路加热装置.温度控制器采用前馈控制器和反馈控制器相结合的方式,以薄板电阻加热时的热平衡方程为基础进行前馈控制器设计,反馈控制采用PID控制器,将前馈和反馈控制量叠加后作为温度控制器的总设定值.该技术能够满足试样加热速率和温度控制精度的要求,通过在轧制过程中持续补温,提高试样的温度均匀性.     

基于ARM的暖房温度控制暨双极性PID控制算法设计

基于ARM控制器,设计双极性PID控制算法,实现对暖房温度的控制. PID输出正极性用电热炉加热,输出负极性用风扇冷却. PID运算采用位置型,并使用梯形积分、积分分离、微分延迟、输出限幅等多种算法,对参与运算的输入输出信号做归一化处理,从而更准确地观察P、I、D运算分量并指导参数整定.测定广义被控对象的数学模型,对象为大惯性、大滞后对象,并且升降温时惯性大小不一样.在实际运行中,当设定值正向阶跃时,超调量较小,稳态误差为±0. 2℃;反向阶跃时,无超调,稳态误差为±0. 1℃.     

Y802型恒温烘箱温度控制系统的改进设计

对国产Y80 2型恒温烘箱在纺织纤维回潮率测试中的优缺点进行了分析 ,指出由于Y80 2型恒温烘箱采用水银接触温度计进行温度检测与转换、采用继电 /接触器控制系统控制烘箱的升降温 ,故存在超调量过大和温度控制不精确的缺陷 .在此基础上 ,提出采用铂电阻检测转换 -单片机控制晶闸管导通周波的方式进行Y80 2型恒温烘箱的温控系统的改进设计 .在控制软件设计中引入了模糊逻辑控制规则 ,从而使升温超调量大为减少且控制精度可从± 5℃提高到± 0 .5℃ .     

基于FPGA的温控系统在制冷工况中的应用研究

通过研究实现了工况制冷环节中,基于FPGA的温度控制系统。该系统主要由温度采集电路单元、FPGA控制单元构成。系统采用直接输出数字量的DSl8B20温度传感器,其输出量为频率脉冲信号,能够减小测量误差。控制电路基于FPGA技术进行设计研究,不但简化了系统的组成及外围数字电路,而且易于进行系统扩展和升级。电路内部集成采集检测、控制、及信号处理电路。     

太阳能吸收装置超调跟踪系统效能分析

太阳光线入射角是太阳能辐射效率的重要影响因素,以兰贝特定律为基础,借鉴太阳在地外斜面曝辐量的定义,引入了超调跟踪的概念。在对超调跟踪系统进行了效能分析后发现,实时跟踪系统所能吸收的太阳能最多,但需要实时检测与控制,而固定式太阳能吸收装置利用效率很低。使用超调跟踪系统在1天中仅使接收装置调整3次就可达到平均效率95%以上的效果。     

高精度水温测控系统

介绍一种利用ＰＮ结作为温度传感器，采用三段加热实现的水温测控系统。具有温度测量准确、控制精度高、超调量小的特点，是一种较实用的水温测控系统。     

多堆燃料电池系统温度模型预测控制

针对多堆燃料电池系统各电堆温度的控制问题,提出了一种将阴阳极出口气体温度作为电堆温度修正项的并联式热管理子系统模型,并对多堆燃料电池系统进行热平衡分析。首先,采用模型预测控制方法进行温度控制;然后,应用系统模型辨识的方法建立多个预测模型,通过切换预测模型控制不同工况点的电堆温度过程;最后,设计测试工况进行仿真验证。结果表明：在相应的温度指标下,并联式热管理子系统应用模型预测控制算法能够快速准确地进行多堆燃料电池系统中各电堆的温度控制,并且增加典型工况点的多个预测模型有助于提升控制效果,使得超调量减小,调节时间缩短。     

基于预设性能函数的机械臂快速无超调拟人运动控制算法

为保证机械臂在与人互动过程中的安全性,实现无超调的快速响应,文中对传统PID控制进行改进,引入预设性能控制,提出了一种机械臂快速无超调拟人运动控制算法.该算法以PID控制为基础,利用预设性能控制令控制误差的收敛速度及超调量满足预先设定的条件,同时把控制误差收敛到一个预先指定的比较小的区域内,从而实现对系统稳态及动态性能(包括超调量和收敛速度等)的控制.空间三关节机械臂的仿真分析表明,所提出的预设性能PID控制与传统PID控制相比,具有响应快、无超调等优点,比较适合机械臂的拟人运动控制.文中最后通过四自由度Dobot机械臂的样机实验分析验证了所提算法的有效性.     

PWM整流系统模糊逻辑控制研究

针对三相电压源PWM整流双闭环控制系统中电压外环控制器动态响应速度快的要求,按照模糊逻辑控制器的原理,根据系统输出直流母线电压误差和电压误差变化率提出并设计一种模糊逻辑电压控制器,从而得到控制器的比例积分系数．在Matlab环境下建立了仿真模型,进行了系统带载启动、增加负载以及减小负载情况下进行了传统PID控制和基于模糊逻辑控制情况下系统输出直流电压的超调量和响应时间的对比实验．结果表明：这种控制方法在不改变系统的拓扑结构,不增加控制器的实现难度的情况下,在PWM整流系统中使用模糊逻辑控制,能改善系统的动态性能,抑制动态响应过程中的超调量,提高系统动态响应速度．