基于模糊PID参数自整定的旋转刮刀速度控制方法研究

论文摘要

钢铁冶金行业在我国的经济发展中处于很重要的支撑地位,同时铁矿球团又是钢铁冶金行业中重要的原料之一。在铁矿球团制造过程中,球团的成分和质量的好坏是工业生产的重要保证。但是,控制球团成形规格的大小需要合理的调节旋转刮刀的转速使其能够快速、稳定地达到与圆盘造球机的转速相匹配的设定值,属于随动控制系统中的一种类型。随动系统是一种多变量、强耦合、非线性、时变的复杂控制系统,难以建立数学模型。针对以上情况,传统的PID控制器存在超调量大,调节时间长,控制效果不理想;同时,传统的PID参数整定方法虽然简单,但是不易在线调整参数,难以满足实时控制的要求。相比较传统PID控制算法而言,模糊控制算法具有很强的信息综合、自学习和自适应能力,不依赖被控对象的数学模型。将模糊算法应用到PID参数整定中,不仅可以实现两者算法的优点,而且能够自动在线整定PID参数、适应被控过程参数的变化、鲁棒性强。将模糊PID参数自整定应用于圆盘造球机旋转刮刀转速控制系统中,实现PID参数自整定,控制圆盘造球机旋转刮刀的旋转转速,增强随动系统的稳定性、抗干扰和自适应的能力。本文以程潮铁矿旋转刮刀控制系统为应用背景,理论上重点研究了模糊PID参数自整定算法,并将模糊PID参数自整定控制算法应用于实际的控制系统中,取得了良好的控制效果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 随动控制系统概述
• 1.1.1 随动系统发展状况
• 1.1.2 随动系统的基本结构形式
• 1.1.3 随动系统的分类
• 1.2 课题来源
• 1.2.1 圆盘造球机工艺介绍和研究意义
• 1.2.2 程潮铁矿球团厂生产现状
• 1.3 本文研究的内容及创新点
• 1.3.1 本文研究内容
• 1.3.2 本文创新点
• 第二章 控制算法的理论基础
• 2.1 控制算法的进展
• 2.2 PID 控制算法
• 2.2.1 PID 控制器原理
• 2.2.2 数字PID 控制算法
• 2.2.3 PID 调节器参数整定算法
• 2.3 模糊控制算法
• 2.3.1 模糊控制的基本原理
• 2.3.2 模糊控制器的设计过程
• 2.3.3 模糊控制器的优势
• 2.4 小结
• 第三章 基于模糊PID 参数自整定控制器的研究
• 3.1 模糊PID 参数自整定控制
• 3.1.1 模糊PID 参数自整定控制系统结构
• 3.1.2 模糊PID 参数自整定控制器的设计
• 3.1.3 模糊PID 参数自整定控制器的实现
• 3.2 MATLAB 仿真分析
• 3.2.1 MATLAB 软件简介
• 3.2.2 控制系统仿真及性能分析
• 3.3 本章小结
• 第四章 圆盘造球机旋转刮刀模糊PID 参数自整定转速控制系统
• 4.1 旋转刮刀控制系统的组成
• 4.1.1 随动系统构成
• 4.1.2 随动系统控制方式
• 4.1.3 数据采集与通讯
• 4.2 随动控制系统的对象分析
• 4.2.1 系统的工艺分析
• 4.2.2 影响刮刀转速的因素分析
• 4.3 随动实时控制系统
• 4.3.1 确定系统采样时间
• 4.3.2 随动系统控制算法实现
• 4.4 系统的控制效果
• 4.4.1 常规PID 控制算法的效果
• 4.4.2 模糊PID 参数自整定控制效果
• 4.5 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 参考文献
• 研究生期间发表论文
• 致谢
• 详细摘要