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供热系统模糊自整定PID控制的操作指南供热系统模糊自整定PID控制的操作指南供热系统模糊自整定PID控制操作指南供热系统模糊自整定PID控制是一种常用的控制方法，可以根据实时的供热需求自动调整控制参数，以实现系统的稳定运行和节能优化。
下面将介绍一种逐步思考和实施的操作指南。
1. 确定控制目标：首先，需要明确控制目标，例如保持供热温度稳定在设定值附近，或者根据供热负荷变化自动调整供热输出。
2. 收集系统数据：收集供热系统的相关数据，包括供热温度、供热负荷、供水流量等。
这些数据将用于模糊控制算法的计算和参数调整。
3. 设计模糊控制器：根据系统特性和控制目标，设计模糊控制器的输入和输出变量。
输入变量可以是供热温度误差和供热负荷变化率，输出变量可以是供热输出。
选择合适的模糊集合和模糊规则，以反映实际的供热控制逻辑。
4. 初始参数设定：根据经验或者系统特性，设定初始的模糊控制参数。
这些参数包括模糊集合的边界和中心值，模糊规则的权重等。
初始参数的设定可以根据实验结果进行调整。
5. 实时数据采集：将实时的供热系统数据输入到模糊控制器中。
这些数据可以通过传感器或者数据采集系统获取。
6. 模糊推理计算：根据输入数据和模糊规则，进行模糊推理计算，得到模糊输出。
这个输出表示了供热输出的调整幅度。
7. 去模糊处理：将模糊输出转化为具体的控制量，可以采用去模糊处理方法，例如重心法、最大值法等。
去模糊处理后得到的控制量即为供热系统的实际输出。
8. 控制参数调整：根据实际的供热效果和控制需求，可以进行控制参数的调整。
可以根据实验结果或者专家经验进行调整，以达到更好的控制效果。
9. 性能评估和优化：对控制系统的性能进行评估和优化。
可以根据控制误差、响应时间、稳定性等指标进行评估，进一步调整控制参数，以提高系统的性能和稳定性。
10. 持续监控和维护：在实际运行中，持续监控控制系统的运行情况，及时调整参数和处理故障。
定期进行系统维护和检修，确保供热系统的稳定运行和控制效果。
模糊控制器在空调系统温度控制中的应用研究【摘要】控制技术在制冷空调领域的应用有利于制冷空调的优化运行和节能。
本文对中央空调系统的模糊控制器的设计做了比较详尽的论述，并结合MATLAB仿真软件对控制系统做了仿真，得到其响应曲线，并与PID控制方法进行比较，从而得出模糊控制器在中央空调系统温度自动控制中具有很高的应用价值[2]。
【关键词】自动控制；模糊控制器；空调0 引言中央空调系统的设计是以室内空气参数为基本依据，通过对整个空调系统新风、回风的温度、湿度、送风风机运行状态、初效过滤段的压差等现场信号的采集，根据所设计的控制策略控制送风风机的变频调速、加湿器的加湿、冷、热水阀门的开度大小来达到设定的空气状态，且根据室内、外空气的状态（温度、湿度）确定系统的运行工况，在保证生产工艺的要求的前提下，使空调系统运行合理、安全、可靠、能耗低等，使控制效果达到最优。
因为回风温、湿度与室内温、湿度的变化情况有一致性，所以常把系统回风温、湿度作为被控参数，控制回路采用多个回路的PID控制[1]。
但由于空调系统传递滞后较大，且是一个干扰大、高度非线性、随机干扰因素多的系统，参数整定困难，致使普通PID控制难以满足要求。
我们运用模糊控制技术，采用一种基于模糊控制规则的控制方法设计出恒温恒湿中央空调控制系统，具有超调小、调节迅速和上升时间短的特点，且具有很好的鲁棒性[2]。
1 模糊控制技术节能原理智能模糊控制系统不仅对中央空调冷冻水系统、冷却水系统、冷却塔风机等各个环节进行全面控制，而且采用系统集成技术将各个控制系统在物理上、逻辑上和功能上互连在一起，实现它们之间的信息综合、资源共享，在一个计算机平台上进行集中控制和统一管理，实现中央空调全系统的整体协调运行和综合性能优化[4]。
（1）冷冻水系统采用最佳输出能量控制，实现空调主机冷媒流量跟随末端负荷的由于冷冻水系统采用了输出能量的动态控制，需求供应，使空调系统在各种负荷情况下，都能既保证末端用户的舒适性，又最大限度地节省了系统的能量消耗[3]。
基于PLC的过程控制实验装置温度模糊PID控制陶 权，谢 彤（广西工业职业技术学院，广西 南宁 ５３０００３）摘 要：本文介绍了用Ｓ７－２００实现过程控制系统实验装置中锅炉夹套的温度模糊控制设计思想，对模糊ＰＩＤ控制的结构、模糊ＰＩＤ控制器的设计、模糊ＰＩＤ控制的ＰＬＣ实现进行了分析，文中详细介绍了模糊控制器程序的编写方法，结果表明，用ＰＬＣ 实现的模糊控制器简单实用。
关键词：过程控制系统实验装置；模糊ＰＩＤ；ＰＬＣ中图分类号：ＴＰ２７３ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００３－７２４１（２０１０）１０－００２２－０５T emperature Fuzzy PID Control in the Process ControlExperimental Device Based on PLCTAO Quan, XIE Tong( Guangxi V ocational & Technical Institute of Industry, Nanning 530003 China )Abstract: This article describes design concept of realizing temperature fuzzy control for boiler jackets in the process control system experimental device by using S7-200, in which the structure of fuzzy PID control, fuzzy PID controller designing and PLC implementation of fuzzy PID control are analyzed,and the fuzzy controller programming is also introduced in detail. Results show that the fuzzy controllers consist of PLC are both simple and practical.Key words: process control system experimental device; Fuzzy-PID; PLC１ 引言本校自动化实验室采用的“ＴＨＪ－３型高级过程控制系统实验装置”是基于工业过程的物理模拟对象系统，该系统包括流量、温度、液位、压力等热工参数，可实现系统参数辨识，单回路控制，串级控制，前馈—反馈控制，比值控制，解耦控制等多种控制形式。
基于MATLAB的温度模糊控制系统的设计MATLAB是一种强大的数学计算软件，用于科学与工程领域的数据处理、分析和可视化等应用。
在温度控制系统设计中，模糊控制是一种常用的控制方法。
本文将介绍基于MATLAB的温度模糊控制系统的设计。
温度模糊控制系统的设计包括四个主要步骤：建立模糊控制器，设计模糊推理规则，模糊化与去模糊化以及系统仿真。
首先，建立模糊控制器。
在MATLAB中，可以使用Fuzzy Logic Toolbox工具箱来创建和管理模糊逻辑系统。
可以使用命令fuzzy，创建一个模糊逻辑系统对象。
在创建模糊控制器对象后，需要定义输入和输出变量。
输入变量可以是温度偏差，输出变量可以是控制信号。
然后，可以使用addInput和addOutput命令来添加输入和输出变量。
接下来，设计模糊推理规则。
在模糊推理中，需要定义一组规则来描述输入变量和输出变量之间的关系。
可以使用addRule命令来添加规则。
规则的数量和形式可以根据实际需求进行调整。
然后，进行模糊化与去模糊化。
模糊化是将模糊输入变量转换为模糊集，而去模糊化是将模糊输出变量转换为具体的控制信号。
可以使用evalfis命令进行模糊化和去模糊化。
模糊化使用模糊逻辑系统对象对输入变量进行处理，而去模糊化使用模糊逻辑系统对象对输出变量进行处理。
最后，进行系统仿真。
可以使用Simulink工具箱来进行系统仿真。
在仿真过程中，将温度控制系统与模糊控制器进行连接，然后通过给定的输入条件观察系统的响应。
可以利用Simulink中的Scope来显示温度的变化，并且可以通过模糊控制器来调整温度。
在设计温度模糊控制系统时，还需要考虑参数调节和性能评估等问题。
可以使用MATLAB中的优化工具箱对模糊控制器的参数进行调节，以获得更好的控制性能。
还可以使用MATLAB中的性能评估工具来评估系统的性能，例如稳定性、精度和鲁棒性等。
综上所述，基于MATLAB的温度模糊控制系统的设计包括建立模糊控制器、设计模糊推理规则、模糊化与去模糊化以及系统仿真等步骤。
锅炉蒸汽温度自动控制系统摘要：电厂实现热力过程自动化，能使机组安全、可靠、经济地运行。
锅炉是火力发电厂最重要的生产设备，过热蒸汽温度是锅炉运行质量的重要指标之一，过热蒸汽温度控制是锅炉控制系统中的重要环节。
在实现过程控制中，由于电站锅炉系统的被控对象具有大延迟，大滞后、非线性、时变、多变量耦合的复杂特性，无法建立准确的数学模型，对这类系统采用常规PID控制难以获得令人满意的控制效果。
在这种情况下，先进的现代控制理论和控制方法已经越来越多地应用在锅炉汽温控制系统。
本文以电厂锅炉汽温系统为研究对象，对其进行了计算机控制系统的改造。
考虑到锅炉汽温系统的被控对象特点，本文分别采用了常规PID控制器和模糊-PID控制器，对两种控制系统对比研究，同时进一步分析了一般模糊-PID控制器的控制特点，在此基础之上给出了一种改进算法，通过在线调整参数，实现模糊-自调整比例常数PID控制。
在此算法中，比例常数随着偏差大小而变化，有效地解决了在小偏差范围内，一般的模糊-PID控制器无法实现的静态无偏差的问题，提高了蒸汽温度控制系统的控制精度。
关键词:锅炉蒸汽温度模糊控制随着我国经济的高速发展，对重要能源“电”的要求快速增长，大容量发电机组的投入运行以及超高压远距离和赢流输电的混和电网的建设，以三峡电网为中心的全国性电力系统的形成，电力系统的不断扩大，对其自动控制技术水平的要求也越来越高。
同时，地方性的自备热电厂亦有长足发展，随着新建及改造工程的进行，其生产过程自动控制与时俱进，小容量机组“麻雀虽小，五脏俱全”，自备热电厂其自身特点：自供电、与主电网的关系疏及相互影响小，供热及采暖季节性等，可以提供更多的应用、尝试新技术、新产品的机会和可能性。
这样做的重要目标是提高和保证电力，热力及牛产过程的安全可靠、经济高效。
为了适应发展并实现上述目标，必须采取最新的技术和控制手段对电力系统的各种运铲状态和设备进行有效的自动控制。
火力发电厂在我国电力工业中占有主要地位，是我国重点能源工业之一。
目录第一章摘要 01.1设计任务 01.2关键词 (1)第二章温度模糊控制系统 (1)2.1温度控制系统 (1)2.2模糊控制 (1)2.2.1模糊控制的用途 (1)2.2.2 模糊控制的概述 (2)2.2.3 模糊控制的基本原理 (3)2.2.4模糊控制的基本组成 (4)第三章单回路控制系统 (5)3.1系统总体设计方案 (5)3.1.1工艺流程图 (5)3.1.2方框图工作流程介绍 (5)3.2硬件设计和器件选择 (6)3.2.1电气接线图 (6)3.2.2器件选择 (6)第四章控制算法选择及参数整定 (7)4.1 控制算法选择 (7)4.2 参数整定 (7)4.2.1 凑试法 (8)4.2.2 临界比例法 (8)4.2.3经验法 (8)4.3 MATLAB仿真 (9)第五章系统软件设计 (11)5.1控制器介绍 (11)5.2控制器面板说明 (12)5.3调节器参数设置： (12)第六章心得体会 (13)第七章参考文献 (13)第一章摘要1.1设计任务本课程设计的任务是设计一个温度模糊控制系统；确定设计方案，选择检测变送器、控制器、执行器，确定控制器算法，并进行参数整定，以提高综合运用有关专业知识的能力和实际动手能力。
1.设计组成单回路控制系统的各部分，画出总体框图；2.能根据单回路温度定值控制系统的特点，确定控制方案；3.根据所确定的设计方案进行仪表选择、控制器选择、执行器选择；4.合理设计模糊控制器。
5.系统仿真运行1.2关键词关键词：温度控制，模糊控制，单回路控制系统第二章温度模糊控制系统2.1温度控制系统温度控制系统广泛应用于社会生活的各个领域 ,如家电、汽车、材料、电力电子等 ,常用的控制电路根据应用场合和所要求的性能指标有所不同 , 在工业企业中,如何提高温度控制对象的运行性能一直以来都是控制人员和现场技术人员努力解决的问题。
这类控制对象惯性大,滞后现象严重,存在很多不确定的因素,难以建立精确的数学模型,从而导致控制系统性能不佳,甚至出现控制不稳定、失控现象。
传统的继电器调温电路简单实用 ,但由于继电器动作频繁 ,可能会因触点不良而影响正常工作。
控制领域还大量采用传统的PID控制方式,但PID控制对象的模型难以建立,并且当扰动因素不明确时,参数调整不便仍是普遍存在的问题。
而采用数字温度传感器DS18B20，因其内部集成了A/D转换器，使得电路结构更加简单，而且减少了温度测量转换时的精度损失，使得测量温度更加精确。
数字温度传感器DS18B20只用一个引脚即可与单片机进行通信，大大减少了接线的麻烦，使得单片机更加具有扩展性。
由于DS18B20芯片的小型化，更加可以通过单跳数据线就可以和主电路连接，故可以把数字温度传感器DS18B20做成探头，探入到狭小的地方，增加了实用性。
更能串接多个数字温度传感器DS18B20进行范围的温度检测。
2.2模糊控制2.2.1模糊控制的用途自从电子计算机诞生以来,人们就希望计算机能具有智能并取代人进行智能活动。
因此在这方面进行了大量和不懈的努力与探索,其结果仍然是十分不尽人意。
人类的智能研究最为重要的是精确和模糊的特征。
在数值计算上,人们的思维是表征为精确性的;但在对事物的学习、推理等的思维就表征为模糊性。
事实上,人们在日常生活中以模糊性处理事物的时间居多,而以精确性的居少。
近年来,模糊控制在我国渐渐引起了广泛的重视,并且在工业控制、家用电器和其他领域已取得了令人触目的成效。
模糊控制系统具有易于接受，设计简单，维护方便，而且比常规控制系统稳定性好，鲁棒性高等特点。
家用电冰箱是目前应用比较广泛的家用电器，发展也日趋完善化。
随着人们生活水平的日益提高，电冰箱逐步向大容量、多功能、无氟、智能化的方向发展。
家用电冰箱一般都有冷藏室和冷冻室，冷藏室的温度为00 C～100 C左右，冷冻室的温度为-60 C～-180 C左右。
电冰箱的主要任务是通过保持箱内食品的最佳温度，以达到食品保鲜的目的，使食品经过冷冻或冷藏之后，保持色、味、水份、营养不变。
但冰箱内的温度受很多因素的影响，如存放的物品的散热特性及其热容量、物品的充满率及开门时间的长短和开门的频率、存放物品的温度高低等。
因此冰箱内温度场的数学模型很难建立，无法用传统的方法进行精确调节。
对于这类控制系统，可以采用模糊控制技术达到提高精度的目的，并且能对压缩机的工作状态进行恰当的控制从而达到节能的目的。
2.2.2 模糊控制的概述模糊控制是以模糊集合理论为基础的一种新兴的控制手段。
它是模糊系统理论和模糊技术与自动控制技术相结合的产物。
自从这门科学诞生以来,它产生了许多探索性甚至是突破性的研究和应用成果。
同时,这一方法也逐步成为了人们思考问题的重要方法论。
1965年,美国的控制论专家L.A.Zadeh教授创立了模糊集合论,从而为描述、研究和处理模糊性现象提供了一种新的工具。
一种利用模糊集合的理论来建立系统模型,设计控制器的新型方法—模糊控制也随之问世了。
模糊控制的核心就是利用模糊集合理论,把人的控制策略的自然语言转化为计算机能够接受的算法语言所描述的控制算法,这种方法不仅能实现控制,而且能模拟人的思维方式对一些无法构造数学模型的被控对象进行有效的控制。
我们都知道在现实生活中的一些概念是有着明确意义的,比如“黄瓜”,“女人”,“一斤”等概念,对于这些明确的概念,在数学中常常用经典集合来表示。
但是现实生活中不是每个概念都是很明确的,比如我们说“多”这个概念,它是从一点一滴积累起来的,如果不用数量上的规定和限制,谁也说不清楚它的概念,它表示的是一个渐变的过程。
我们把这样的一类概念称之为模糊概念。
模糊集合理论就是处理这些模糊概念的。
将模糊集合理论运用于自动控制而形成的模糊控制理论在近年来得到了迅速的发展,其原因在于对那些时变的非线性的复杂系统,当无法获得精确的数学模糊的时候,利用具有智能的模糊控制器能给出有效的控制。
例如,在炼钢、化工、经济系统、人文系统以及医学心理系统中,要得到正确而且精密的数学模型是相当困难的。
对于这些系统却具有大量的以定性的形式表示的极其重要的先验信息,以及仅仅用语言规定的性能指标。
同时,要求过程的操作人员是系统的基本组成部分等,所有这些都是一种不精确性,应用一般的控制理论是很难实现控制的。
但是,这类系统由人来控制却往往容易做到。
这是因为过程操作人员的控制方法是建立在直观的和经验的基础上,他们凭借实践累计的经验,采取适当的对策完成控制任务,于是,人们把操作人员的控制经验归纳成定性描述的一组条件语句,然后运用模糊集合理论将其定量化,使控制器得以接受人的经验,模仿人的操作策略,这样就产生了以模糊集合理论为基础的一次深刻的变革,它标志着人工智能发展到了一个新的阶段。
随着计算机及其相关技术的发展,模糊控制也由最初的经典模糊控制发展到自适应模糊控制,专家模糊控制和基于神经网络的自学习模糊控制。
其实现方式也由最初在微型机(单片机)上用软件方法实现发展到应用模糊控制开发出模糊计算机进行直接控制。
模糊控制作为智能领域中最具有实际意义的一种控制方法,家用电器自动化领域和其他很多行业中解决了传统控制方法或者难以解决的问题取得了令人瞩目的成效。
已经引起了越来越多的控制理论的研究人员和相关领域的广大工程技术人员的极大兴趣。
但是我们也应该看到模糊控制的理论和应用虽然已取得了很大的发展,但是就目前的状况来看,尚缺乏重大的突破。
因此模糊控制无论在理论和应用上都有待于进一步的涉入研究和探讨。
2.2.3 模糊控制的基本原理模糊控制是以模糊集合论、模糊逻辑、模糊语言变量以及模糊推理为基础的一种非线性的计算机数字控制技术。
在此前，我们知道控制理论经历了两个重要的发展阶段，其一是经典控制理论，这一理论主要用于解决线性定常系统的控制问题，对于非线性时变系统它却很少有作为；随着计算机的广泛应用，另一个具有里程碑意义的控制理论就是现代控制理论，用这一理论来解决线性或非线性定常或时变的控制问题可以取得较理想的效果[1]。
模糊一词的英文名称是“fuzzy”，它具有界线不清的含义，模糊控制是以人的经验为依据的，而人的经验正反映了人的思维、推理和归纳过程。
在模糊控制过程中，要对模糊量进行处理，它处理的不是精确的数值，而是“大”、“中”、“小”等这样一些边界不明显的模糊量。
这是模糊控制与其它控制方法的一个基本不同点[2]。
模糊控制的基本原理图:图2.1 模糊控制的基本原理一般说来，模糊逻辑适合表示具有连续物理现象的过程，其过程涉及的现象不易离散化，而过程本身以难于构造数学模型，或者计算太复杂以至计算不能足够快以满足实时工作的要求。
此时，由于一条模糊规则往往可以代替许多普通规则，因此采用模糊逻辑可以设计出更紧凑和更便宜的结构。
同时，它还适合于在具有高噪音水平环境下工作并允许采用廉价的传感器和低精度的微处理机等。
2.2.4模糊控制的基本组成图2.2 模糊控制系统的基本组成1、模糊控制器它是整个系统的核心，主要完成输入量的模糊化、模糊关系运算、模糊决策以及决策结果的反模糊处理（精确化）等重要过程。
2、输入/输出接口电路该接口电路主要包括前向通道中的A\D转换电路以及后向通道中的D\A转换电路等两个信号转换电路。
3、广义对象广义对象包括执行机构和被控对象，常见的执行机构包括电磁阀、伺服电动机等。
被控对象可以是线性的、非线性的、时不变的、时变的。
4、传感器传感器是检测装置，负责把被控对象的输出信号（往往是非电量）转换为对应的电信号。
在模糊控制系统中，应选择精确度高稳定性好的传感器。
第三章单回路控制系统3.1系统总体设计方案3.1.1工艺流程图图3.1工艺流程图3.1.2方框图工作流程介绍图3.2温度单回路系统结构框图系统开始后，水温传感器将水温传送给控制器与给定值进行比较，e是否为0，如果为0直接输出，如果不为0，控制器进行PID计算，参数整定后，进行调节，然后传给执行器执行命令，从而达到温度稳定。
3.2硬件设计和器件选择3.2.1电气接线图 250欧姆250欧姆0~5V 0~10V 12250欧姆250欧姆0~10V 75温度控制对象温度变送脉宽调制图3.3调节器与温度模块接线图3.2.2器件选择1 控制器用于调节PID 算法的控制器选择AI8182 温度传感器测量水温的传感器采用热电阻Cu50。
热电阻Cu50在—50～150℃测量范围内电热阻和温度之间呈线性关系，温度系数越大，测量精度越高，热补偿性好，在过程控制领域使用广泛。
系统采用三线制Cu50，温度信号经过变送单元转换成4～20mADC 电流信号，便于采集。
3 加热器采用电阻丝作为加热器件，采用可控硅移相触发单元调节电阻丝的发热功率，输入控制信号为4—20mA 标准电流信号，其移相触发与输入控制电流成正比。
