粉状铵梯炸药生产智能控制系统的应用研究
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粉状铵梯炸药生产智能控制系统的应用研究
摘要
课题的任务是研究一种控制算法,该算法应用于粉状铵梯炸药生产工艺过程，实现对厂房温湿度进行可靠、精确控制。满足系统对快速响应、超调小和鲁棒性好的要求。本文提出了模糊自适应PID控制算法，并给出了该控制器的结构与设计方法，以及实现其算法的详细推导过程。同时对控制系统的硬件设计也做了详细的阐述。最后利用MATLAB仿真对上述方案进行了仿真。
本文作者的另一个主要工作就是用这个软件把优选出来的模糊控制策略转化成MSC1210的控制代码，并把这些代码与整个控制系统的代码融合起来。最后得出的结论是:模糊自适应PID控制算法是可行的。关键词：粉状铵梯炸药；模糊自适应PID控制；MSC1210单片机；
全数字式温湿度传感器；智能变送器Abstract
The topic duty studies one kind of control algorithm,this
algorithm applies to powdery ammonium ladder detonator
production technics process which realizes warm and humidity of
the workroom’s accurate and reliable control.In order to satisfy the
system’s fast response and small overshoot.In order to satisfy the
robust request too.
The thesis brings forward fuzzy self-adaptive PID control
algorithm.produced this controller structure and the design method,
as well as realized its algorithm detailed inferential reasoning
process.At the same time,the thesis made the detailed elaborationto the control system hardware design.Finally the paper carried onsimulation using MATLAB about the plan.The thesis author's another main work is the fuzzy control
strategy which optimal seeking comes out transforms with thissoftware MSC1210 the control code,and fuses these codes and the
entire control system code.Finally draw a conclusion:The fuzzy auto-adapted PID controlalgorithm is feasible.
Key words:Powdery Ammonium Ladder Detonator;FuzzySelf-Adaptive PID Control;MSC1210 microprocessor;DigtalTemperature and Humidity Sensor；Intelligence Transmitter
目录
1绪论......................................................1
1.1课题背景及研究现状....................................1
1.1.1课题背景...........................................1
1.1.2研究现状...........................................1
1.2课题的提出及本文研究的内容.............................5
1.2.1课题的提出.........................................5
1.2.2本文研究的内容.....................................6
2控制系统的理论基础........................................8
2.1.1数字PID控制算法..................................10
2.1.2 PID控制优缺点分析................................11
2.2自适应控制理论.......................................12
2.2.1自适应控制........................................12
2.2.1.1自适应控制的类型..............................13
2.2.1.1.1模型参考自适应控制系统(MRACS)..............13
2.2.1.1.2自校正控制系统(STC)........................14
2.2.2自适应控制的优缺点................................15
2.3模糊控制理论基础......................................15
2.3.1模糊控制的基本思想................................16
2.3.2模糊数学基础......................................17
2.3.2.1模糊集合与隶属函数............................17
2.3.2.3模糊集合的运算.................................20
2.3.2.4模糊逻辑和模糊推理............................21
2.3.2.5模糊推理.......................................22
2.3.3模糊控制的基本工作原理............................22
2.3.4模糊控制系统的优缺点..............................27
3模糊自适应PID控制器的设计...............................29
3.1绪言.................................................29
3.2 PID控制器参数模糊自适应调整原理......................29
3.3 PID参数专家调整知识的模糊调整模型....................31
3.3.1 P I D参数对系统性能的影响........................31
3.3.2 PID参数的专家整定知识的描述......................32
3.3.3 PID参数模糊自适应调整模型的建立..................32
3.4输入输出变量的模糊化..................................35
3.4.1 E、EC的模糊化....................................36
K的模糊化.............................37
3.5模糊合成推理算法及调整决策矩阵........................37
3.5.1合成推理算法[32]....................................38
3.5.2控制规则..........................................38
3.5.3模糊关系R的求取..................................39
3.5.4 PID参数PK的模糊集的求取.........................44
3.5.5 PID参数PK的解模糊裁决...........................44
3.5.6模糊自适应PID控制算法............................44
4系统硬件设计.............................................46
4.1硬件总体设计..........................................46
4.2微处理器的选择及特点..................................47
4.2.1 MSC1210主要特性..................................47
4.2.2 8路ADC提供24位高分辨率ADC通道.................48
4.3液晶显示模块.........................................48
4.4温度检测电路..........................................49
4.4.1温度传感器的选择..................................49
4.4.2三线制铂电阻测温电路原理..........................50
4.4.3温度检测与信号放大电路............................51
4.5全数字式温湿度传感器..................................51
4.6通讯模块设计..........................................52
4.7智能变送器...........................................53
5仿真程序与结果分析.......................................56
5.1 MATLAB简介...........................................531
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