目 录
摘 要……………………………………………………………………………………………………Ⅰ
Abstract………………………………………………………………………………………………Ⅱ
第1章 绪论………………………………………………………………………………………………1
1.1 课题名称及来源………………………………………………………………………1
1.2 研究的意义及目的……………………………………………………………………1
1.3 设计任务及要求………………………………………………………………………1
第2章 总体方案确定………………………………………………………………………3
2.1 系统总体设计…………………………………………………………………3
2.1.1系统的控制任务…………………………………………………………3
2.1.2控制任务的分析与比较…………………………………………………4
2.2电热前床的基本工作过程……………………………………………………6
2.2.1电热前床的工作原理或工艺流程………………………………………6
2.2.2电热前床的主要电气参数和设备的选择………………………………8
2.2.3电热前床主要尺寸的确定………………………………………………10
2.2.4其它主要器件的技术参数………………………………………………12
第3章 系统硬件实现………………………………………………………………………13
3.1 步进电机的控制电路………………………………………………………13
3.2 单片机型号的选择…………………………………………………………15
3.3 硬件接口电路设计…………………………………………………………18
3.3.1A/D转换接口电路设计…………………………………………………19
3.3.2外围设备接口电路设计…………………………………………………21
第4章 系统软件实现……………………………………………………………………23
4.1软件实现的步骤……………………………………………………………23
4.2 系统整体功能确定…………………………………………………………24
4.3 程序流程图设计……………………………………………………………24
4.3.1主程序设计……………………………………………………………24
4.3.2各子程序设计…………………………………………………………25
4.4控制算法设计………………………………………………………………34
4.4.1PID控制算法介绍……………………………………………………34
4.4.2PID控制原理…………………………………………………………35
4.4.3数字PID控制算法……………………………………………………35
4.4.4模糊PID控制系统……………………………………………………36
第5章 MATLAB仿真………………………………………………………………………40
5.1 MATLAB语言的功能特点及其应用………………………………………40
5.2控制系统仿真的基本基本原理……………………………………………40
5.3控制系统仿真的特点………………………………………………………41
5.4本系统的仿真分析…………………………………………………………41
5.4.1模糊逻辑工具箱的建立………………………………………………41
5.4.2simulink仿真分析……………………………………………………43
小结…………………………………………………………………………………………46
参考文献……………………………………………………………………………………47
致谢…………………………………………………………………………………………49
附录：源程序清单…………………………………………………………………………50
冶炼厂电热前床三相电流平衡自动控制系统
摘要随着现代控制技术的发展，控制范围和控制精度的扩大，以及单片机技术的飞速发展，微型计算机已普遍的应用于生产过程的自动控制领域中。本设计课题采用模糊PID控制相结合进行控制的方法。
FUZZY-PID调节器结构简单，适应性强，特别是不依赖对象的精确模型，对系统参数的变化具有较好的鲁棒性，可以解决工业过程精确建模的困难, 而且其应用时期较长，控制工程师们积累了大量的PID控制器参数的调节经验，但是对于时变对象和非线性系统，像本设计电热前床电极电流的大小变化便是如此,传统的PID控制往往不能达到令人满意的程度。通过对系统设备和原理的分析研究，本设计讨论将模糊控制和PID相结合的智能控制理论在电流平衡自动控制系统中的应用,研究分析了模糊PID控制策略；在仿真研究方面，利用MATLAB软件，对传统PID系统和模糊PID系统分别进行了仿真分析，并进行了变参数比较。通过仿真分析和实时控制结果表明模糊PID 控制能提高工作系统的可靠性和安全性，以达到高效率、高标准的目的。
关键词：模糊控制 PID控制 鲁棒性 智能控制 实时控制
