天津城建大学
课程设计任务书
2013 -2014学年第 2学期
图1 电加热炉系统示意图
如图1，本文中将控制信号()u t 到炉膛温度()c t 这一整个过程看作一个控制系统。电加热炉装置是一个具有自平衡能力的对象，可用一阶惯性和滞后环节来近似描述。
被控对象参数K=70，T=100，τ=80。系统的传递函数为：
8070()1001s G s e s -=
+
试用模糊控制器实现温度控制。
二、设计要求
1）超调小、调节时间短，系统无静差； 2）给出控制策略和选定参数，并详细说明参数整定过程；
3）给出MATLAB 下的仿真曲线。
4）给出硬件实现方案，包括控制器和检测回路芯片的具体型号。
三、设计报告
课程设计报告要做到层次清晰，论述清楚，图表正确，书写工整；详见“课程设计报告写作要求”。
四、参考资料
[1] 何衍庆．工业生产过程控制（1版）．北京：化学工业出版社，2004
[2] 邵裕森．过程控制工程．北京：机械工业出版社2000
[3] 过程控制教材
指导教师（签字）：
教研室主任（签字）：
批准日期： 年 月 日
摘要
电加热炉是典型的工业过程控制对象，在我国应用广泛。电加热炉的温度控制具有升温单向性，大惯性，大滞后，时变性等特点。其升温、保温是依靠电阻丝加热，降温则是依靠环境自然冷却。当其温度一旦超调就无法用控制手段使其降温，因而很难用数学方法建立精确的模型和确定参数，应用传统
的控制理论和方法难以达到理想的控制效果。
本文以电加热炉为研究对象，针对电加热炉的特点，设计了双输入单输出结构的模糊控制器，将其应用于电加热炉温度控制系统，满足了温度控制稳定性的要求。
关键词：温度控制；MATLAB；模糊控制器
目录
第一章绪论 (1)
1.1课题的背景 (1)
1.2模糊控制的现状及原理 (1)
1.3本文设计思路 (2)
第二章模糊控制器的设计 (4)
2.1模糊控制介绍 (4)
2.2模糊控制器的设计 (4)
2.2.1 建立模糊控制器结构 (4)
2.2.2 定义输入、输出模糊集并确定个数类别 (5)
2.2.3 定义输入、输出的隶属函数 (5)
2.2.4 编辑模糊控制规则 (6)
2.2.5规则观测器 (8)
2.2.6 输出曲面观测器 (8)
第三章建立simulink仿真模型 (10)
3.1 原系统的simulink仿真模型 (10)
3.2 模糊控制simulink仿真 (10)
第四章硬件系统 (12)
4.1 系统总体设计 (12)
4.2 温度传感器的选择 (12)
4.3 A/D转换电路 (12)
4.4声光报警电路 (12)
4.5 人机界面 (13)
4.6 功率控制电路 (13)
第五章总结 (14)
第六章参考文献 (15)
第一章绪论
1.1课题的背景
电阻炉是热处理工艺过程中应用最广、数量最多的电炉，其本身是一个较为复杂的被控对象。电阻炉温度控制器在冶金、化工、机械等各类工业控制过程中都得到了广泛应用。
电阻炉温控制系统是一个闭环反馈控制系统，他将温度传感器检测到的实际炉温经A/D转换后，送入计算机中，与设定值进行比较得出偏差，并将此偏差送入控制器中，经过计算得出对应的控制量控
是
效
不仅
理论开始受到极大关注，模糊控制作为智能控制理论的一个分支，在理论研究和工业控制应用等方面也取得了可喜的进展。以语言规则模型为基础的模糊控制理论却是解决上述问题的有效途径和方法。1.2模糊控制的现状及原理
模糊数学和模糊控制的概念由美国加利福尼亚大学著名教授L.A.Zadeh首先提出。最早取得的应用成果是英国教授Mamdamni，首先利用模糊控制语句组成模糊控制器，将它应用于锅炉和气轮机的运动控制，并在实验室中获得成功。此后的20多年中，模糊控制技术在华工、冶金、机械、工业炉窑、水处理、食品工业等多个领域中获得广泛的应用。
