电加热炉温度控制系统性能的。
matlab**。
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完成日期：绪论1
1 电加热炉温度控制系统的发展概况及操作方案2
1．1 引言2
1．2 温度控制系统的发展概况2
1．3 模糊控制在电加热炉温度控制中的应用4
1. 4 控制要求6
1．5 主要内容和方案6
1．5．1 主要内容6
1．5．2 实验方案7
1．5．3 系统的主要控制功能7
2 系统的硬件设计7
2．1 系统的结构7
2．2 元部件选取与设计8
2．2．1 温度检测元件8
2．2．2 pec7000模块9
2．2．3 单相交流调压模块9
3 系统抗干扰措施10
4 pid控制器的设计及matlab**11
4．1 引言11
4．2 常规pid控制简介12
4．2．1 pid控制器的结构和原理12
4．2．2 控制器参数对控制性能的影响12
4．2．3 数字pi d控制器13
4．3 基本模糊控制器13
4．3．1 引言13
4．3．2 精确量的模糊化14
4．3．3 模糊推理16
4．3．4 输出信息的清晰化17
4．4 模糊pid控制器的设计18
4．5 系统模型的建立20
4．6 pid控制器性能的研究及matlab**20
4．6．1 惯性时间常数t的影晌20
4．6．2 滞后时间的影响21
结论22参考文献。
绪论。温度控制系统在国内各行各业的应用虽然已经十分广泛，但从国内生产的温度控制器来讲，总体发展水平仍然不高，同日本、美国、德国等先进国家相比，仍然有着较大的差距。成熟的温控产品主要以“点位”控制及常规的pid控制器为主，它们只能适应一般温度系统控制，而用于较高控制场合的智能化、自适应控制仪表，国内技术还不十分成熟，形成商品化并广泛应用的控制仪表较少。
随着我国经济的发展及加入wto，我国**及企业对此都非常重视，对相关企业资源进行了重组，相继建立了一些国家、企业的研发中心，开展创新性研究，使我国仪表工业得到了迅速的发展。
随着新技术的不断开发与应用，近年来单片机发展十分迅速，一个以微机应用为主的新技术革命浪潮正在蓬勃兴起，单片机的应用已经渗透到电力、冶金、化工、建材、机械、食品、石油等各个行业。传统的温度采集方法不仅费时费力，而且精度差，单片机的出现使得温度的采集和数据处理问题能够得到很好的解决。温度是工业对象中的一个重要的被控参数。
然而所采用的测温元件和测量方法也不相同；产品的工艺不同，控制温度的精度也不相同。因此对数据采集的精度和采用的控制方法也不相同。传统的控制方式以不能满足高精度，高速度的控制要求，如温度控制表温度接触器，其主要缺点是温度波动范围大，由于他主要通过控制接触器的通断时间比例来达到改变加热功率的目的，受仪表本身误差和交流接触器的寿命限制，通断频率很低。
近几年来快速发展了多种先进的温度控制方式，如：pid控制，模糊控制，神经网络及遗传算法控制等。这些控制技术大大的提高了控制精度，不但使控制变得简便，而且使产品的质量更好，降低了产品的成本，提高了生产效率。
本系统所使用的加热器件是电炉丝，功率为三千瓦，要求温度在400～1000℃。静态控制精度为2.43℃。
本设计使用单片机作为核心进行控制。单片机具有集成度高，通用性好，功能强，特别是体积小，重量轻，耗能低，可靠性高，抗干扰能力强和使用方便等独特优点，在数字、智能化方面有广泛的用途。本系统使用8031单片机，使温度控制大为简便。
1 电加热炉温度控制系统的发展概况及操作方案。
1．1 引言。
电加热炉是热处理生产中应用最广的加热设备，通过布置在炉内的电阻丝将电能转。
化为热能，借助辐射与对流的传热方式加热工件。通常可用以下模型定性描述：
式中：x——电加热炉内温升(指炉内温度与室温温差)
k——放大系数。
——纯滞后时间。
t——加热时间。
t——时间系数。
v——控制电压。
在实际热处理中，k、t、等参数随被加热材料的导热率、装入量以及加热温度等因素变化。
在控制领域中，温度控制广泛应用于社会生活的各个领域。根据不同的目的，将材料及其制什加热到适宜的温度并保温，随后用不同的方法冷却，改变其内部组织，以获得所要求的性能。这不仅需要准确控制工件的加热温度，有时还需要控制不同加热温度下的持续时间。
加热过程的设定必须满足不同的被加热材料、不同的装炉量、不同的放置方式以及不同的加热功率等条件。
电加热炉温度控制具有升温单向性、大惯性、大滞后的特点。其升温单向性是由于电加热炉的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，就无法单纯用控制手段使其降温。
这种很大的不确定性使得电加热炉在加热过程中很难全面考虑各种因素的影响，准确控制加热过程。传统的继电器调温电路简单实用，但由十继电器动作频繁，可能会因触点不良而影响正常工作。近年来提出改进的电路，采用辛回路无触点控制，克服继电器接触不良的缺点，且维修方便，缺点是温度控制范围小，精度不高。
因此，设计功能和精度适应生产的电加热炉温控系统非常有实际需要。
1．2 温度控制系统的发展概况。
多年来，研究人员一直不断地把各种新方法和新技术应用于电加热炉的炉温测量和控制中，并获得了许多经验和一定的成果。计算机、智能控制理论的飞速发展使得温度控制进入了数字化、智能化的新时代。最近几年快速发展的pid控制、遗传算法、神经网络、以及模糊控制和智能pid控制在温度控制中都有所应用。
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