大型工業(yè)溫控設備的自動化控制模型改進

李忠明 遼寧石化職業(yè)技術學院自動化系 遼寧錦州 121001

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大型工業(yè)溫控設備的自動化控制模型改進

李忠明 遼寧石化職業(yè)技術學院自動化系 遼寧錦州 121001

大型工業(yè)設備是生產不可或缺的條件之一，主要起到生產加工的作用。傳統(tǒng)的溫度控制模型一般多采用開關或常規(guī)的PID控制，在對大型設備進行溫度控制時穩(wěn)定性和精準度都不夠。并且控制系統(tǒng)的自動化程度不夠高，人工消耗較大。為此，提出一種大型工業(yè)溫控設備的自動化控制改進模型，將模糊自適應PID控制技術和卡爾曼濾波算法在同一系統(tǒng)模型中共同應用，通過建立大型工業(yè)設備控制數(shù)據(jù)模型，將適合于設備運行的溫度控制系統(tǒng)結合模糊自適應PID控制技術建立模糊規(guī)則，完成模糊自適應大型工業(yè)設備的PID控制系統(tǒng)，并將卡爾曼波濾算法加入，提高了整個控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。實驗表明，本文提出的大型工業(yè)溫控設備的自動化控制模型具有較強的穩(wěn)定性，控制溫度效果明顯，節(jié)約了工業(yè)生產的成本，能夠廣泛進行應用。

【關鍵詞】

大型工業(yè)；溫控設備；自動化；控制模型

引言

大型工業(yè)設備在生產加工領域為人類提供了非常大的幫助，但在生產的過程中，設備必須保持規(guī)定的壓強和溫度，如果溫度過高極容易導致設備在高壓引發(fā)爆炸，產生生產事故，給人們的生產生活帶來巨大的損失。

傳統(tǒng)的溫度控制模型一般多采用開關或常規(guī)的PID控制，在對大型設備進行溫度控制時穩(wěn)定性和精準度都不夠。并且控制系統(tǒng)的自動化程度不夠高，人工消耗較大。

提出一種大型工業(yè)溫控設備的自動化控制改進模型，將模糊自適應PID控制技術和卡爾曼濾波算法在同一系統(tǒng)模型中共同應用，通過建立大型工業(yè)設備控制數(shù)據(jù)模型，將適合于設備運行的溫度控制系統(tǒng)結合模糊自適應PID控制技術建立模糊規(guī)則，完成模糊自適應大型工業(yè)設備的PID控制系統(tǒng)，并將卡爾曼波濾算法加入，提高了整個控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

1　大型工業(yè)溫控設備分析

1.1設備溫控的特點

大型工業(yè)設備體積較大，為也保證能夠將設備內部的濕氣及時排出，大型工業(yè)設備都會底部安裝排濕風扇，該風扇能夠按照傳統(tǒng)設計的要求啟動，并且通過大型工業(yè)設備頂部安裝的煙囪進行濕氣的排放。因為在排氣過程中會有氣流的擾動，因此大型工業(yè)溫控是一個復雜的控制系統(tǒng)。特點主要有：該溫度控制是受體積巨大影響，是一個超級滯后大慣性的系統(tǒng)，在降溫過程中存在許多不確定性。并且熱氣在排放過程中因水分含量不同，環(huán)境參數(shù)模型不一致，導致溫度控制難度較大。

1.2溫控數(shù)學模型

小學生在寫作練習中，經(jīng)常出現(xiàn)頭腦空白、無話可說等現(xiàn)象，因此寫作學習積極性不高。這同小學生缺乏閱讀量、知識面以及詞匯量相對較少等具有緊密聯(lián)系。因此，新時期小學語文 教師在實際展開教學活動的過程中，必須明確把握閱讀與寫作之間的緊密聯(lián)系，通過培養(yǎng)學生良好的閱讀習慣，為學生高效展開寫作學習奠定基礎，同時還可以在寫作練習中培養(yǎng)學生良好的閱讀與思考能力，為實現(xiàn)小學生綜合素養(yǎng)的全面培養(yǎng)奠定基礎。

在大型工業(yè)溫控設備中均采用電加熱裝置，因此溫控系統(tǒng)可以通過一階固定范圍慣性后環(huán)節(jié)模型，用公式表示為：

其中K大型工業(yè)設備靜態(tài)增益，T為控制系統(tǒng)的時間系數(shù)，t為控制溫度滯后時間。1.3常規(guī)PID溫度控制

PID控制是目前大型工業(yè)溫控設備普遍采用的方法，將被控對象溫度的比例通過線性組合進行調控。

通常常規(guī)數(shù)字PID控制算法用公式表示為：

PID控制在實際的大型工業(yè)設備在生產過程中，溫控系統(tǒng)非線性，控制過程時變性不穩(wěn)定性存在，數(shù)學模型不易建立，控制效果很難達到實際生產要求。

2　模糊自適應PID溫控系統(tǒng)

自適應PID溫控系統(tǒng)結合了常規(guī)的控制方法，將模糊控制中模糊思想和PID常規(guī)控制結合，將控制誤差轉變?yōu)槟：评頇C制介入到大型工業(yè)溫控設備中，對線性參數(shù)自動提高魯棒性。

2.1模糊自適應PID溫控原則

2.2卡爾曼濾波算法

在大型工業(yè)溫控系統(tǒng)中加入卡爾曼濾波算法用以產生線性參數(shù)，其具體的方程離散域線性計算方法為：

3　結論

提出一種大型工業(yè)溫控設備的自動化控制改進模型，將模糊自適應PID控制技術和卡爾曼濾波算法在同一系統(tǒng)模型中共同應用，通過建立大型工業(yè)設備控制數(shù)據(jù)模型，將適合于設備運行的溫度控制系統(tǒng)結合模糊自適應PID控制技術建立模糊規(guī)則，完成模糊自適應大型工業(yè)設備的PID控制系統(tǒng)，并將卡爾曼波濾算法加入，提高了整個控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。實驗表明，本文提出的大型工業(yè)溫控設備的自動化控制模型具有較強的穩(wěn)定性，控制溫度效果明顯，節(jié)約了工業(yè)生產的成本，能夠廣泛進行應用。

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【作者簡介】

李忠明， 男，籍貫遼寧營口，遼寧石化職業(yè)技術學院自動化系，自動化專業(yè)，副教授