无模型自适应滑模控制的微波加热过程温度控制

微波加热模型具有无限维、非线性和时变等特点,导致控制器难于设计和实现。针对此问题,提出了一种适用于微波加热过程的无模型自适应滑模控制方法。首先,对微波加热过程传热数学模型进行分析,建立了微波加热过程输入功率与温度之间的全格式动态线性化数据模型。然后,根据该数据模型设计了无模型自适应滑模控制器,并给出了数据模型中相关未知时变参数和未知干扰的估计算法。最后,利用COMSOL和MATLAB进行仿真,仿真结果验证了所提控制方法的有效性。

基于变论域模糊PID的金属热处理过程温度控制方法

为高效且安全地提取金属合金内的可用材质并分析其性能,利用变论域模糊PID技术,实现对热处理过程的温度控制。设定在金属规则状态不变的情况下,论域会随着偏差的缩减出现伸缩,即需要增添新的规则。若偏差率能够支持模糊量化取整,控制器的伸缩因子可能会陷入无法取值的情况。此时,通过二元函数分片双一次插值法计算伸缩因子,在临近分档之间填充新规则,确保伸缩因子取值的连续性。然后,在模糊PID控制过程中加入变论域,依靠控制器实现对金属热处理过程温度的控制。根据实验验证情况可知:该方法有效提高了控制效果,在应用该方法后,缩短了温度控制时间,在100s内就可以是加热温度到达拟定值。

基于ANFIS的太阳能-空气源热泵供暖系统温度控制研究

针对太阳能-空气源热泵供暖系统运行环境复杂多变,模糊控制器的设计高度依赖人工经验的问题,提出一种基于自适应神经模糊推理系统(ANFIS)改进的模糊控制方法。该方法利用ANFIS在复杂系统建模中的优势,结合供暖系统温度响应特性和实际运行数据,建立联合供暖系统变工况ANFIS模型,生成与系统性能适配的模糊规则库并传递给模糊控制器执行。Matlab/Simulink仿真对比试验表明,与单一的模糊控制相比,该方法的控制精度提高了17.65%,调节时间缩短了36.4%,具有更高的控制精度和响应速度。

基于PID的电阻炉温度控制仿真

电阻炉是熔炼金属、玻璃成型及陶瓷制造等工业生产中的重要加热设备之一,主要利用电流使炉内电热元件进行发热,在工业背景下,电阻炉温度的准确控制对于生产过程的稳定性和产品质量至关重要。如果温度控制不足够精确,可能会导致材料变质、能源浪费和生产延误,造成一定的经济损失。为了优化这些过程并确保产品质量,精确的温度控制是必不可少的。在分析PID控制器基本原理以及特点的基础上,探讨基于PID的电阻炉温度控制系统设计,并通过Matlab的强大工具和模拟环境,模拟电阻炉温度控制代码,能够帮助进一步理解和改进电阻炉温度控制系统,使电阻炉温度控制更加精准,以满足不断变化的工业需求,生产出更高质量的工业制品,推动制造业的现代化发展。

燃气-蒸汽联合机组汽轮机润滑油温度控制优化

在汽轮机发电机组中,润滑油温度对汽轮机系统的安全稳定运行具有重要影响。针对燃气蒸汽联合循环机组润滑油冷却系统冷却水控制品质差导致润滑油油温不稳定,降低了润滑油的油膜黏性及承载能力等问题,在对冷却系统设备进行相应改造后,利用现场试验获得冷却水系统调节阀的开度流量关系数据,采用K-means聚类算法从中筛选出表征阀门开度与流量特性的目标数据集,利用最小二乘算法对阀门流量特性进行拟合,在此基础上对润滑油温度控制策略进行优化并应用于控制系统。验证结果表明,经过阀门流量特性修正后的润滑油温控制系统,改善了温度控制品质,降低了运行人员的操作难度,有效提高了机组运行的安全性和稳定性。

基于位置式PID的水暖床垫温度控制系统设计

温度控制在生产生活中发挥着举足轻重的作用。位式控制算法在调节具有滞后性的水暖床垫温度控制系统时容易导致温度在目标值上下波动,控制效果不理想。为了解决此问题,设计了一种基于位置式PID的水暖床垫温度控制系统,系统以51内核的微处理器为核心控制器、以负温度系数热敏电阻(Negative Temperature Coefficient,NTC)为温度传感器、以PTC为加热器、以直流电机作为循环水泵。经实际测试结果表明,该系统运行稳定,控温精度在±0.5℃以内,达到了理想的温度控制效果。

基于PLC的工业烧结炉温度控制系统设计与实现

工业烧结炉是一种广泛应用于冶金、陶瓷、玻璃、粉末冶金等领域的重要设备。它通过高温烧结过程,将粉末或颗粒状的原材料烧结成具有一定强度和性能的烧结体。工业烧结炉通常采用电热或燃气加热方式,具有较高的温度控制精度和均匀性。在烧结过程中,炉内的温度和气氛条件需要严格控制,以确保烧结体的质量和性能达到预期目标。我国的粉末冶金工业受到技术以及生产设备的限制,目前尚处于初步发展阶段。粉末冶金烧结的质量受到烧结温度的重要影响。合理的烧结炉温度控制方法能够保证烧结过程的稳定性和产品质量。本文综合分析了烧结炉的组成以及工作原理,探讨了烧结炉温度控制系统的设计原则以及系统设计方案,根据烧结工艺和设备特点确保烧结产品的质量和生产效率。

基于ADRC的高精度红外热成像仪温度控制系统设计

为了可以更加精准地控制红外热成像仪温度,设计一种基于ADRC的高精度红外热成像仪温度控制系统;由系统供电模块、探测器驱动模块、模数转换模块、视距估算模块、视频信号处理模块、外部存储模块、以太网传输模块和温度控制模块组成温度控制系统;利用自抗扰控制设计一种单轴控制器,将由时延带来的不确定性建模作为系统综合扰动的一部分,对扩张状态观测器以及总和扰动展开估计,同时在前馈通道对其展开补偿,消除时延对控制器产生的影响,将控制器应用于红外热成像仪温度控制中,获取高精度的红外热成像仪温度控制结果;通过实验分析证明,设计系统的帧频、响应波段、启动时间、供电范围和功耗测试结果分别为55 Hz、11μm、3.4 s、12 VDC和0.56 W,具有良好的红外热成像仪温度控制性能,可以满足提取高质量的红外图像的要求。

基于模糊PID控制算法的温度控制系统

本文指出现代的工业生产环境下,由于控制目标的复杂性、动态特征和不可预测的特点,使得传统的PID控制无法满足控制要求。在使用PID技术来调节电锅的温度控制的背景下,将模糊控制与传统控制技术相结合,通过设计模糊控制器的结构、制定模糊控制规则,对PID的参数进行自动调整。结果表明模糊PID控制算法的控制优势显著提升。

基于反向传播神经网络PID的高功率微波炉温度控制

针对现有10 kW高功率工业微波炉,采用继电器作为控制执行器,在使用传统控制方法加热时,温度存在较大超调和明显振荡,系统温度稳定性较低,为解决上述问题将反向传播神经网络PID(BPNNPID)控制引入到该装置微波加热温度控制中,并以自来水为加热对象进行仿真对比与实验验证。首先,利用现有输入输出实验数据,建立工业微波炉温度控制模型;其次,运用MATLAB/SIMULINK搭建高功率工业微波炉温度控制系统并进行仿真对比实验;最后,实验验证BPNNPID控制方法在加热5 kg自来水时工业微波炉的温度控制性能,实验结果表明,较常规PID、模糊PID控制,该方法在微波加热过程中对媒质温度控制超调更小且未发生明显温度振荡,有效改善了高功率工业微波炉工作时的系统温度稳定性,有助于提高产品质量和安全性能。

基于PLC的豆粕固态发酵温度控制系统设计与试验

为了在豆粕固态发酵过程中给微生物提供适宜的生长繁殖条件,达到良好的发酵效果,对温度变化复杂的发酵环境进行实时的温度监测和控制。采用PLC对发酵罐的温度进行PID闭环控制,设计以37℃为目标值的试验。结果表明,发酵的豆粕中多肽含量、ACE抑制活性在终点时分别达到4.45 g/kg,53.2%,分别比自然发酵状态下提高5.7%和9.92%,温度控制系统有效提高了豆粕发酵产物的质量。研究为面向生产的豆粕固态发酵提供理论基础。

基于模糊PID算法的食用菌大棚温度控制系统研究

食用菌大棚温度控制系统是一个具有时滞性的复杂系统,传统的开关量或常规PID控制很难满足设计要求。该研究设计一种基于STM32F103CRT6单片机为控制核心,加入模糊自适应PID控制算法,利用DHT11温湿度传感器进行温度实时采集,单片机运算处理,光耦固态继电器驱动电路对热风机进行控制,从而达到温度调节的目的。并在MATLAB/simulink环境下建立常规PID控制和模糊自适应PID控制的仿真模型,通过仿真结果,对比验证了该方法比常规PID控制方法具有低超调量和调节时间短等较好的控制效果。

蒸汽再压缩隔离壁蒸馏塔的非对称温度控制

蒸汽再压缩热泵(VRHP)可以提升隔离壁蒸馏塔(DWDC)的稳态性能,但也加剧了被控变量间的相互耦合,给蒸汽再压缩隔离壁蒸馏塔(VRHP-DWDC)的平稳操作带来困难。针对分离中间组分(甲苯)绝对占优的苯/甲苯/二甲苯三元物系的VRHP-DWDC,通过非方相对增益矩阵对操纵与被控变量进行配对,并依据闭环响应分析给出了一种新颖的单温度分散控制系统。由于采用塔顶/侧线热泵压缩机分别控制侧线段/公共提馏段的灵敏板温度,不但加快了侧线产品的响应速度,而且降低了塔底产品的峰值偏差。鉴于高度内部耦合以及失真的温度与组分对应关系导致二者存在较大的稳态偏差,采用双温差结构进一步强化系统设计,由此给出了一种非对称温度控制系统,降低了系统内在非线性因素的影响,因而能够减小侧线和塔底产品的稳态偏差。闭环仿真结果显示了该非对称温度控制系统的优越性。研究表明,VRHP的引入虽然加重了VRHP-DWDC的内部耦合,但也提供了压缩机功率这一潜在操作变量,其较好的控制通道特性与双温差结构的有效应用能在一定程度上改善VRHP-DWDC的闭环操作。

燃料电池发动机系统多场耦合模型分析与温度控制方法

温度控制是实现燃料电池发动机快速响应、降低能耗与安全运行的保障,而电堆内部热量场与电化学场、流场相互影响,其耦合特性是温度控制的关键。以某中型燃料电池卡车为研究对象,构建“热-电-流”多场耦合模型,通过参数分析确立温度控制关键因素,设计模糊PID温度控制器,并通过多变工况验证控制效果。结果表明,通过所构建的模型能全面分析温度控制关键参数,所提出的控制器能有效提高响应速度,降低散热风扇转速和输出电压超调量,在设置的测试工况与NEDC工况下,温度的超调量分别降低了19.1%与1.64%。可为燃料电池发动机设计与控制提供基础,进一步推动大功率燃料电池的车载应用。

改进麻雀算法在模糊PID温度控制系统的应用

为满足标准金属量器检定的温度控制要求,本文提出了改进的麻雀搜索算法。利用改进的Sine混沌映射初始化种群和萤火虫干扰策略,避免麻雀搜索算法过早陷入局部最优的状况,提高了算法的收敛速度;建立基于模糊PID控制器的温度控制系统的数学模型,并使用改进后的算法优化模糊PID控制器参数。结果表明:利用该算法优化模糊PID控制器,各方面性能都优于其他算法。

基于变论域模糊控制的复合供暖系统温度控制研究

针对太阳能-空气源热泵复合供暖系统运行环境复杂多变,模糊控制论域无法实时调整这一问题,提出一种变论域模糊控制方法,用于复合供暖系统的温度控制。以实际温度与目标温度的差值为输入变量,以变频水泵频率为输出变量,引入伸缩因子来改变论域,并以粒子群优化算法对伸缩因子的参数进行取优。Matlab/Simulink仿真对比试验表明,与传统的模糊控制相比,该方法的控制精度提高18.39%,系统能耗减少9.22%。

原子沉积设备温度控制方法研究及实现

目的为提高原子层沉积镀膜腔温度控制的快速性和稳定性,提高镀膜质量。方法利用自抗扰控制(ADRC)算法,对各部分参数进行整定,结合组态软件和西门子S7-200SmartPLC设计一种基于自抗扰的温度控制器。结果利用自抗扰温度控制器达到了原子沉积镀膜温度控制在具有较小超调的前提下快速、稳定控制的要求,实现了原子层沉积镀膜腔温度的高精度控制,提高了镀膜的质量。结论经仿真和实际应用证明,对温度控制这种具有较大惯性的控制系统,本文所设计的ADRC温度控制器的快速性和准确性均优于传统的PID控制器,且具有明显的抗干扰能力。

基于预测自适应PID控制的家禽养殖基地温度控制系统设计

家禽养殖时,影响家禽生存状态的因素很多,其中最直接的因素是温度。由于温度控制的滞后性比较大,温度控制的要求不同,控制参数和设定要求存在差异。针对不同环境下的控制要求,结合普通PID的控制调节方式,提出一种能普遍适应的控制方法。其核心是基于常规PID的控制基础建立预测自适应控制模型,实现对控制系统中温度的预测自适应PID调节。该方法将模型预测所得的未来一段时间内系统输出值与期望值的均方误差作为性能指标,以间接的方式动态调节PID参数,控制精度较高,充分发挥了PID方法的鲁棒性。所提方法实现了温度的精准控制,能够改善家禽的生活环境,实现高效的无人化管理环境,对于实际的家禽饲养提供参考。

基于单片机的热处理炉温度控制系统设计与实现

热处理炉是供炉料热处理加热用的燃料炉或电炉,热处理炉温度范围比较大,而且对炉温的控制要求非常严格,只有控制好炉温,才能防止金属的氧化或脱碳。随着工业技术的不断进步和产业升级,高质量、高性能材料的需求日益增加,这对于热处理技术的要求也日益提高。然而,传统的人工控制方式往往存在温度波动大、稳定性差等问题,难以满足现代材料工程的要求。基于单片机的热处理炉温度控制系统设计与实现的研究在实现高质量产品的生产过程中具有重要意义。综合论述了热处理技术与温度控制、热处理炉温度控制系统设计以实现对热处理炉温度的精确控制。通过不断的优化和创新实现了热处理炉温度的智能化控制,为工业生产和产品质量提升做出更大的贡献。

基于微分博弈的生鲜农产品三级供应链温度控制投入研究

针对生鲜农产品三级供应链温度控制投入的最优动态决策与协调问题,考虑供应链供应商、零售商和第三方物流服务商三方温度控制投入对生鲜农产品新鲜度的共同影响,分别构建集中式和批发价分散式决策下微分博弈模型,并比较两种决策情形下最优温度控制投入水平和供应链的各成员及整体利润。利用“互为成本分担-带固定补贴契约”对供应链进行协调,并结合数值算例,对不同决策情形下影响参数进行了敏感性分析和协调机制效果分析。研究表明:协调机制下“互为成本分担-带固定补贴契约”与批发价分散决策相比,协调机制下“互为成本分担-带固定补贴契约”供应链供应商、零售商和第三方物流服务商能够得到帕累托改善。