模糊自适应PID控制在电阻炉温控中的应用仿真

电阻炉是一个具有工作参数随炉温变化而变化的受控对象,具非线性和大滞后的特性,很难建立其精确的数学模型.本文设计了一种电阻炉温模糊自适应PID控制器硬件系统及控制逻辑,首先将电阻炉温度模型等效为一阶惯性滞后环节,根据系统误差e和误差变化率ec作为系统的输入量,然后采用一种模糊自适应PID控制方法,对PID的参数进行在线自动调整.为了验证设计系统的合理性,通过软件MATLAB对整个控制系统进行建模和仿真.仿真结果表明:设定电阻炉控制炉温为100℃时,采用传统的PID控制算法超调量为18.5%,经过600 s达到稳态;而采用模糊自适应PID控制算法的超调量基本为零,达到稳态时间为300 s,由此说明模糊自适应PID控制算法响应快、达到稳态时间短且稳态效果好;在仿真时间第600 s的时候对两种不同电阻炉炉温控制系统添加一个-5℃的干扰信号,模糊自适应PID控制系统波动小、恢复稳态时间短,说明其抗干扰能力强、鲁棒性好;因此,通过本文研究表明:将模糊自适应PID控制算法应用在电阻炉温度控制中,控制效果好、实用价值高.