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控制系统仿真 课程大作业 题目 : 基于 MATLAB 的炉温控制系统的仿真 院系名称： 电气工程学院 专业班级： 自动 F0904 学生姓名： 学号： 指导教师： 教师职称： 讲师 评语： 成 绩： 任课教师： 时 间： 摘 要 在数字 PID 算法中，为了避免传统 PID 控制器算法中积分累积所造成的系统 较大超调和不稳定， 甚至是积分饱和， 人们常常会使用积分分离 PID 算法加以改 进。本文又提出了变速积分 PID 算法，并以电锅炉温度控制系统为例， 基于 MATLAB 并运用仿真分析手段， 对两种不同算法的控制效果进行了比较， 得出了积分分离 算法的上升时间 tr 较短，而变速积分算法的调节时间 ts 较短 ，最大超调量较 小，振荡次数较少，在温度控制系统中变速积分优于积分分离的结论。 本文以加热炉控制系统为例提出了一种模糊控制方案 , 介绍了模糊控制器 的设计过程并很方便地利用 SIMULINK 进行了仿真研究 , 结果证明 , 这种模糊 控制系统具有良好的动态性能。 关键词： PID 控制；积分分离；变速积分； MATLAB 2 目 次 1 绪论 4 2 系统描述 4 2.1 系统过程 4 2.2 系统的组成和基本工作原理 5 2.3 对象模型的归纳 6 3 PID 控制及仿真 6 3.1 分分离 PID 控制算法 7 3.2 变速积分 PID 控制算法 7 4 基于两种控制算法的炉温控制系统仿真 8 结论 10 致谢 10 参考文献 11 3 1 绪论 控制系统计算机仿真是应用现代科学手段对控制系统进行科学研究的十分 重要的手段之一。进入 80 年代以来 , 几乎所有控制系统的高品质控制均离不开 系统仿真研究。通过仿真研究可以对照比较各种控制策略与方案 , 优化并确定相 关参数 , 特别是对于新控制决策与算法的研究 , 进行系统仿真更是必不可少的。 一般而言 , 对控制系统进行计算机仿真首先应建立系统模型 , 然后依据模型编 制仿真程序 , 充分利用计算机作为工具对其进行数值求解并将结果加以显示。 显 然 , 通常在仿真过程中 , 十分耗费时间与精力的是编制和修