课题

名称

基于MATLAB的炉温控制系统的研究

课题来源

D.其它

课题类型

应用（实验）研究类

选题的背景及意义

  （1）选题的背景：

在工农业生产或科学实验中，温度是极为普遍又极为重要的热工参数之一，为了保证生产过程正常安全地进行，提高产品的质量和数量，以及减轻工人的劳动强度，节约能源，对加热用的各种电炉要求在一定条件下保持恒温，不能随电源电压波动或炉内物体而变化；或者有的电炉的炉温根据工艺要求按照某个指定的升温或保温规律而变化等等。因此，一批又一批的炉温控制器被人们生产出来，应用于众多领域，与人们的生活息息相关。

   （2）选题的意义：

炉温控制具有升温单向性、大惯性、大滞后和时变性的特点。目前国内电热锅炉控制大都采用的是开关式控制，甚至是人工控制方法。采用这些控制方法的系统稳定性不好，超调量大，同时对外界环境变化响应慢，实时性差。另外，频繁的开关切换对电网产生很大的冲击，降低了系统的经济效益，减少了锅炉的使用年限。为此，本课题以基于MATLAB的炉温控制系统进行研究，确定一种最佳的锅炉控制方法，对提高系统的经济性，稳定性具有重要的意义。

 

研究内容拟解决的主要问题

    研究内容：

(1)掌握锅炉温度控制系统工作原理；

(2)模糊PID控制器设计；

(3)matlab仿真。

    拟解决的主要问题：

首先需要熟悉掌握锅炉温度控制系统的工作原理，炉温变化规律。期间设计分析基于模糊PID的锅炉温度控制器。然后根据温度控制范围来选择测温元件、电炉功率等。

 

研究方法技术路线

（1）了解并掌握炉温控制系统的工作原理；

（2）查阅相关资料，充分了解模糊PID控制器的基本知识；

（3）掌握并研究控制规律；

（4）运用simulink来搭建模糊PID的锅炉温度控制系统，并进行仿真研究；

（5）对系统进行调试，发现问题及时修改；  

（6）根据仿真数据，撰写论文。

 

研究的总体安排和进度计划

第1周：查阅有关炉温控制相关的文献，收集simulink仿真方面的资料，并递交开题报告。

第2-4周：学习了解锅炉温度控制系统原理及模糊控制方法。

第5-6周：设计模糊PID控制器并仿真研究。

第7周：中期检查。

第8-9周：研究讨论分析解决方法。

第10周：撰写论文初稿。

第11-12周：完成并提交论文初稿，准备答辩。

第13-14周：修改论文，提交论文终稿。

 

主要参考

文献

[1] 胡寿松.自动控制原理[M].4版.北京：国防工业出版社，2001.

[2] 刘丁.自动控制理论[M].北京：机械工业出版社，2006.9.

[3] 张岩，裴晓敏，付邵彬.基于单片机的温度控制设计[J].研究与开 

    发，2014（3）,P53-P57.

[4] 范津齐.基于模糊自整定PID算法的电锅炉温度控制[D].沈阳理工 

    大学，2012.

[5] 诸静.模糊控制原理与应用[M].北京：机械工业出版社，2005.

[6] 赵国强，李新春，贾树良.电阻炉温控系统模糊控制器[M].辽宁： 

    辽宁工程技术大学电子与信息工程系，2004.

[7] 范小丰.基于PID算法的锅炉控制器设计[D].武汉科技大学，2009.

[8] 陶永华.新型PID控制及其应用[M].北京：机械工业出版社，1998.

[9] Richard C Dorf, Robert H Bishop. Morden Control System(Nith  

    Edition)[M]. NewJersey: Pearson Education. Inc., 2001.

[10] Patrick Marchand. Graphics and GUIs with MATLAB[M]. Boca  

     Raton: CRC Press, 1996.  

 

 

指导教师

意  见

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

               指导教师签名：

                                                  年   月   日

教研室意见

学院意见

 

 

 

 

教研室主任签名：

 

年    月    日

 

  

 

 

教学院长签名：

 

                         年   月   日