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摘 要：烤箱温度控制系统的模糊PID控制相对于传统单纯的PID控制而言，前者更能对系统的稳态相应和稳定性进行改善。常规的PID控制算法与模糊技术相结合就是针对于模糊PID的控制方法。对控制方法改革的根本原因是使模糊控制器自身除去稳态温差的性能比较之间的差距，使其更好的达到良好的控制精度。
关键词：烤箱温度；模糊PID控制；控制系统
一、家用烤箱温控机理相关介绍
定时器、温控器、刚体化玻璃、发热管、旋钮、搁架、钢化玻璃门和烤盘是家用烤箱的主要组成部分。其温度需要温控制来控制，家用烤箱通常采用双金属片式温控器，在这里双金属片温控器主要采用的是双金属片在温度不同的情况下，其发生的弯曲程度也随着温度不同发生相应的变化，从而对从而完成对控温器有效控制的功能，实现银粒接通和断开的步骤。此外，还有采用液体涨式温控器来进行温度调节的，液体涨式温控器利用的原理是液体在温度较高的环境下会发生膨胀，从而完成温控器银粒接通和断开装置的步骤。家用烤箱温控器的位置和温度是及其重要的，温控器如果不需要辅助加温，那么控制的难度就随着温度选择的高度发生变化。
二、针对于模糊控制器的设计分析
模糊控制器是作为模糊控制系统的中心部分存在的，模糊控制系统与其他控制系统标志存在一定的差别，模糊控制器能够导出一种模糊的控制算法，由模糊控制规则将规则导出进行存放，往往是通过硬件或微机编程来实现。将误差变化量和系统输出的误差输入到模糊控制器中，被控制对象的控制输入即为模糊控制器的输出。我们可以采取误差变化和系统输出的误差进行结合的方式，对模糊控制器FC进行设计，从而对最后的输出控制量进行一系列的模糊推理。针对于在此过程中的误差变化量为DE，输出所对应的模糊语言变量为U，误差为E。DE和E的论域范围在-6与6之间，U的论域范围在-3和3之间。各个语言变量均要采取正大、负大、零、负大、正小的语言值。根据计算机实现的模糊控制算法结论得出，被控制量是经过每次的采样得到的，而且采样的结果需要经由计算机计算，能够计算出模糊控制器的误差变化和输入变量误差。针对于烤箱的整个温度控制系统，建模要对其进行仿真参数的设置，即将给定输入r定值为10.0，仿真时间长度t定值为3000s，采样周期T定值为1s，比例因子ku定值为20，kd定值为25，ke定值为45，采用MATLAB仿真可以绘制出相应的响应曲线。
三、针对于PID控制器的设计分析
PID控制器实际输出值与给定数值之间是存在一定的PID控制规律的，针对于PID的作用分析，可以使系统的运作速度进一步加快，使超调时间降低，继而对系统的动态特性进行改善。消除静差事积分最明显的作用，它能够对系统的静态特性进行明显的改善。对偏差的相应要及时，这离不开比列所产生的作用，以上均为PID的三种作用，要充分利用其作用对其强度进行适当匹配，这样才能使控制器具有良好的平稳性、快速性和准确性，继而进一步提高系统的控制水平。
在对PID进行实际控制温度过程中，仅仅能够对一个温度点进行精确的控制，它能够将传统的控制温出现的问题进行克服改善，这个问题往往都是热惯性问题，使系统温度的在控温点温度漂移的问题进行有效的解决。烤箱温度控制系统一般都具有一定的复杂性，这就要求系统能够对温度进行可设定操作，而且设定温的控制范围要相对较大，同时将控温精度进行提高。只依靠PID解决将上述问题解决还有一定的难度。针对于可设定的系统，PID能够对控温中热惯性的问题进行解决，但是一些有关准确性的问题还没有得到良好的改善。基于此，为了使准确性进一步提高，一定要在系统中对不同的补充参数进行添加，系统可设定的参数与补充参数之间的关系紧密，根据相关参数的设定可以得到仿真得借阅响应曲线。
四、针对于模糊PID的设计分析
图4-1为模糊PID控制器的结构图，从图中我们可以看出模糊控制器的工作重心就是对开关的控制。如果在Switch模块对Threshold进行控制，在当e面超过控制数值时的模块就是PID模块起到相应作用，在e面小于控制数值时的模糊控制模块起到相应作用。在此过程中e的取值是根据相关公式计算得出的，e值的确定也能够帮助绘制仿真得阶跃相应曲线。
图4-1 模糊PID控制器的结构
五、对模糊控制与PID控制进行比较分析
PID控制的主要优点在于PID控制的原理相对简单明确，其使用具有一定的方便性，计算量也相对较小，同时具有良好的可靠性、鲁棒性和适应性。PID控制应用于很多领域的工业过程控制，包括冶金、化工和机械，PID控制对于建立精确数学模型的确定性控制系统起到了一定重要作用。然而任何事物都一定的双面性，PID控制也不例外，其具有一定的局限性，以在实际的生产生活中为例，控制系统一般都具有相应的不确定性、非线性和时变性，这就导致数学模型很难精确建立。同时在系统的运行中，被控对象的模型参数一般都不是固定的，它会随时发生变化，所以要满足系统的控制要求就要对PID的三个控制参数进行综合性的调整，PID控制的效果与控制性能具有一定的联系。
模糊控制的主要优点在于模糊控制比较灵活，且其相应速度相对比较迅速，模糊控制不对被控对象的精确数学模型进行依赖，针对于被控对象特性参数的变化，模糊控制具有良好的鲁棒性，它更适合被被控对象精确数学模型复杂控制系统的应用。此外，模糊控制也同PID控制一样，具有一定的局限性，因为模糊控制的隶属函数和规则的确定与获取具有一定的复杂性，而且其控制等级会受到一定的限制，致使模糊控制的精确度并不是很好，使稳态温差形成，容易引发极环震荡的情况发生。
结语：
综上所述，在家用烤箱温度控制系统采用模糊PID控制后，系统上升的时间有所减少，这是相对于单纯的PID控制算法和单纯的模糊控制算法而言的。针对于家用烤箱温度控制系统的模糊PID控制器设计，其设计的各项流程均对有经验的操作人员控制过程进行了相关模拟，不再像传统的依赖对象模式才能控制决策，传统的PID控制算法控制具有一定的局限性，其必需要对简单化和理想化的模型进行依赖，这是一项重大的突破。只有将PID控制与模糊控制进行高度的结合们才能对家用烤箱的温度控制系统的动态性能进行进一步的提高，使其抗干扰能力从根本上得到了加强，从而对家用烤箱温度控制系统的干扰问题进行了有效的抑制，控制其发生几率。
参考文献
[1]庞晓青，彭自强.烤箱温度控制系统的模糊PID控制[J].工业控制计算机，2007，20（3）：51-52.
[2]王立红，关云鹤，吕丽等.基于模糊PID的度控制系统设计[J].辽宁工业大学学报（自然科学版），2013，（3）：153-155.
关键词：烤箱温度；模糊PID控制；控制系统
一、家用烤箱温控机理相关介绍
定时器、温控器、刚体化玻璃、发热管、旋钮、搁架、钢化玻璃门和烤盘是家用烤箱的主要组成部分。其温度需要温控制来控制，家用烤箱通常采用双金属片式温控器，在这里双金属片温控器主要采用的是双金属片在温度不同的情况下，其发生的弯曲程度也随着温度不同发生相应的变化，从而对从而完成对控温器有效控制的功能，实现银粒接通和断开的步骤。此外，还有采用液体涨式温控器来进行温度调节的，液体涨式温控器利用的原理是液体在温度较高的环境下会发生膨胀，从而完成温控器银粒接通和断开装置的步骤。家用烤箱温控器的位置和温度是及其重要的，温控器如果不需要辅助加温，那么控制的难度就随着温度选择的高度发生变化。
二、针对于模糊控制器的设计分析
模糊控制器是作为模糊控制系统的中心部分存在的，模糊控制系统与其他控制系统标志存在一定的差别，模糊控制器能够导出一种模糊的控制算法，由模糊控制规则将规则导出进行存放，往往是通过硬件或微机编程来实现。将误差变化量和系统输出的误差输入到模糊控制器中，被控制对象的控制输入即为模糊控制器的输出。我们可以采取误差变化和系统输出的误差进行结合的方式，对模糊控制器FC进行设计，从而对最后的输出控制量进行一系列的模糊推理。针对于在此过程中的误差变化量为DE，输出所对应的模糊语言变量为U，误差为E。DE和E的论域范围在-6与6之间，U的论域范围在-3和3之间。各个语言变量均要采取正大、负大、零、负大、正小的语言值。根据计算机实现的模糊控制算法结论得出，被控制量是经过每次的采样得到的，而且采样的结果需要经由计算机计算，能够计算出模糊控制器的误差变化和输入变量误差。针对于烤箱的整个温度控制系统，建模要对其进行仿真参数的设置，即将给定输入r定值为10.0，仿真时间长度t定值为3000s，采样周期T定值为1s，比例因子ku定值为20，kd定值为25，ke定值为45，采用MATLAB仿真可以绘制出相应的响应曲线。
三、针对于PID控制器的设计分析
PID控制器实际输出值与给定数值之间是存在一定的PID控制规律的，针对于PID的作用分析，可以使系统的运作速度进一步加快，使超调时间降低，继而对系统的动态特性进行改善。消除静差事积分最明显的作用，它能够对系统的静态特性进行明显的改善。对偏差的相应要及时，这离不开比列所产生的作用，以上均为PID的三种作用，要充分利用其作用对其强度进行适当匹配，这样才能使控制器具有良好的平稳性、快速性和准确性，继而进一步提高系统的控制水平。
在对PID进行实际控制温度过程中，仅仅能够对一个温度点进行精确的控制，它能够将传统的控制温出现的问题进行克服改善，这个问题往往都是热惯性问题，使系统温度的在控温点温度漂移的问题进行有效的解决。烤箱温度控制系统一般都具有一定的复杂性，这就要求系统能够对温度进行可设定操作，而且设定温的控制范围要相对较大，同时将控温精度进行提高。只依靠PID解决将上述问题解决还有一定的难度。针对于可设定的系统，PID能够对控温中热惯性的问题进行解决，但是一些有关准确性的问题还没有得到良好的改善。基于此，为了使准确性进一步提高，一定要在系统中对不同的补充参数进行添加，系统可设定的参数与补充参数之间的关系紧密，根据相关参数的设定可以得到仿真得借阅响应曲线。
四、针对于模糊PID的设计分析
图4-1为模糊PID控制器的结构图，从图中我们可以看出模糊控制器的工作重心就是对开关的控制。如果在Switch模块对Threshold进行控制，在当e面超过控制数值时的模块就是PID模块起到相应作用，在e面小于控制数值时的模糊控制模块起到相应作用。在此过程中e的取值是根据相关公式计算得出的，e值的确定也能够帮助绘制仿真得阶跃相应曲线。
图4-1 模糊PID控制器的结构
五、对模糊控制与PID控制进行比较分析
PID控制的主要优点在于PID控制的原理相对简单明确，其使用具有一定的方便性，计算量也相对较小，同时具有良好的可靠性、鲁棒性和适应性。PID控制应用于很多领域的工业过程控制，包括冶金、化工和机械，PID控制对于建立精确数学模型的确定性控制系统起到了一定重要作用。然而任何事物都一定的双面性，PID控制也不例外，其具有一定的局限性，以在实际的生产生活中为例，控制系统一般都具有相应的不确定性、非线性和时变性，这就导致数学模型很难精确建立。同时在系统的运行中，被控对象的模型参数一般都不是固定的，它会随时发生变化，所以要满足系统的控制要求就要对PID的三个控制参数进行综合性的调整，PID控制的效果与控制性能具有一定的联系。
模糊控制的主要优点在于模糊控制比较灵活，且其相应速度相对比较迅速，模糊控制不对被控对象的精确数学模型进行依赖，针对于被控对象特性参数的变化，模糊控制具有良好的鲁棒性，它更适合被被控对象精确数学模型复杂控制系统的应用。此外，模糊控制也同PID控制一样，具有一定的局限性，因为模糊控制的隶属函数和规则的确定与获取具有一定的复杂性，而且其控制等级会受到一定的限制，致使模糊控制的精确度并不是很好，使稳态温差形成，容易引发极环震荡的情况发生。
结语：
综上所述，在家用烤箱温度控制系统采用模糊PID控制后，系统上升的时间有所减少，这是相对于单纯的PID控制算法和单纯的模糊控制算法而言的。针对于家用烤箱温度控制系统的模糊PID控制器设计，其设计的各项流程均对有经验的操作人员控制过程进行了相关模拟，不再像传统的依赖对象模式才能控制决策，传统的PID控制算法控制具有一定的局限性，其必需要对简单化和理想化的模型进行依赖，这是一项重大的突破。只有将PID控制与模糊控制进行高度的结合们才能对家用烤箱的温度控制系统的动态性能进行进一步的提高，使其抗干扰能力从根本上得到了加强，从而对家用烤箱温度控制系统的干扰问题进行了有效的抑制，控制其发生几率。
参考文献
[1]庞晓青，彭自强.烤箱温度控制系统的模糊PID控制[J].工业控制计算机，2007，20（3）：51-52.
[2]王立红，关云鹤，吕丽等.基于模糊PID的度控制系统设计[J].辽宁工业大学学报（自然科学版），2013，（3）：153-155.