高温持久试验机控制系统研究

• 作 者: 印云志
• 机 构: 东北大学
• 出 处: 东北大学
• 发表日期: 2006年期
• 关键词: 高温持久试验机 控制系统 组态软件 模糊控制器

本文以高温持久试验机的控制系统改造为背景，在采用先进组态软件的基础上，完成了持久试验机控制系统的结构、功能设计和现场调试。实际应用结果表明：控制系统运行稳定、功能先进，实现了更好的经济技术指标。在此基础上，针对温度控制问题，提出了模糊-PID复合控制策略，并在MATLAB环境下进行了仿真，为控制策略的实际应用奠定了基础。具体内容如下：
(1)首先介绍持久试验机的结构与工作原理，作为高温合金产品的物理性能检验设备，持久试验机在企业生产中的重要作用，其检验能力与精度对高温合金产品的质量和产量的重要影响。
(2)其次，在对持久试验机控制系统研究的主要内容进行分析的基础上，分析了持久试验机控制系统的结构和功能设计，以及控制系统中所使用的硬件及组态软件的功能和特点；对所使用的智能工业调节器、上位机的组态软件AIFCS和程序设计方法都分别进行了介绍。
(3)然后，研究了持久试验机自动控制系统的实际应用设计。持久试验机控制系统采用传统PID调节器进行控制，结合大量现场实际生产经验，根据持久试验机实际设备状况及产品规格，确定了合理的PID参数，满足了控制精度要求。另外，对控制系统中主监视画面、趋势查询、参数修改等功能的设计进行了详细阐述。
(4)最后，针对传统PID调节器在调节大滞后、时变、非线性的复杂系统，或参数未知、和随机干扰、无法获得精确数学模型的系统时，控制性能往往不够理想的问题，为进一步提高系统温度性能，提出了模糊-PID复合控制的解决方案。模糊控制器是一种近年来发展起来的新型控制器，其优点是不要求掌握受控对象的精确的数学模型，而根据人工控制规则组织控制决策表，然后由该表决定控制量的大小。在MATLAB环境下完成了模糊控制器的设计和模型仿真。仿真结果证明，该控制策略优于常规PID控制，具有一定的实际应用价值。