【摘 要】
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随着科学技术的进步和生产力的发展,被控对象或过程在结构、规模上变的复杂化、大型化,具有高度非线性和不确定性,难以获得系统精确的数学模型.即使对一些复杂对象能够建立其
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随着科学技术的进步和生产力的发展,被控对象或过程在结构、规模上变的复杂化、大型化,具有高度非线性和不确定性,难以获得系统精确的数学模型.即使对一些复杂对象能够建立其数学模型,其模型也往往过于复杂,使得基于精确数学模型的传统的控制方法的分析、设计和实施变得非常困难.基于知识和不依赖于精确数学模型的智能控制给这类问题的解决带来新的思路.模糊控制是一种重要的智能控制,在实践中取得了良好的效果.该文在分析模糊控制器的非线性本质基础上,研究了其与传统PID控制器的联系与融合,并将其应用于基于CAN总线的实验室电阻加热炉的炉温控制.首先,利用数学手段进行了传统PID控制器与模糊控制器的比较研究揭示了模糊控制器的非线笥本质及其同传统PID控制器的联系.指出在一定条件下单输入单输出模糊控制器恰为一个分段带平移系数的P调节器,典型的两输入单输出模糊控制器是一个全局的二维多值继电器与一个局部的非线性PI控制器的和.用传统控制理论中的阿依捷尔曼法分析了一类模糊PID控制器的稳定性.其次,将模糊控制策略与传统PID控制策略有机结合,研究了增益调整型模糊PID控制器控制规则的优化,基于传统PID控制策略为并行结构的直接控制量型模糊PID控制器设计了一组可用Z-N法设置和调整的参数,介绍了两种混合型模糊PID控制器,并进行了各控制方法之间的横向比较.最后,以实验室电阻加热炉为被控对象,使HYCAN智能控制系统作为实验平台,应用VB语言实现纯PID控制、模糊控制和混合型模糊PID控制器的模块化编程,研究实验室电阻加热炉的计算机控制.人机界面可以进行三种控制方法的切换,进而可以直观地对各控制策略的实验效果进行比较.
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