1、毕业设计/论文外文文献翻译系别机电与自动化学院专业班级电气0703姓名评分指导教师教授华中科技大学武昌分校2011年1月20日毕业设计/论文外文文献翻译要求1外文文献翻译的内容应与毕业设计/论文课题相关。2外文文献翻译的字数非英语专业学生应完成与毕业设计/论文课题内容相关的不少于2000汉字的外文文献翻译任务（其中，汉语言文学专业、艺术类专业不作要求），英语专业学生应完成不少于2000汉字的二外文献翻译任务。格式按华中科技大学武昌分校本科毕业设计/论文撰写规范的要求撰写。3外文文献翻译附于开题报告之后第一部分为译文，第二部分为外文文献原文，译文与原文均需单独编制页码（底端居中）并注明出处。本附
2、件为封面，封面上不得出现页码。4外文文献翻译原文由指导教师指定，同一指导教师指导的学生不得选用相同的外文原文。12008年国际计算机、电子工程会议基于智能PID调节的连续烧结炉温度控制系统（济南大学机械工程学院中国济南）摘要为满足在多个炉床的连续烧结炉精确温度控制精度的要求，该系统是由电脑XMT624和对温度场控制的固态继电器组成。根据烧结炉加热过程中的温度惯性、时滞的特点,采用智能PID算法来实现大范围温度调节,克服了传统PID控制的局限。通过在线实时设置智能指令单元,该系统可以达到2的温度控制精度目标。关键词1引言连续烧结炉是一种常用的为金属粉末注射塑料件加热设备,它包含了脱脂和调试的过程
3、。在粗糙的部分通过脱脂炉后,然后通过一个封闭的输送带进入水平连续烧结炉。脱脂炉和烧结炉由两台炉子门分隔。其主要部分被分为加热、烧结、冷却三部分。连续烧结炉的烧结质量取决于温度的均匀性和烧结过程的稳定性,连续烧结炉的温度控制系统是一个大时滞、非稳定、非线性复杂系统,烧结温度也受到外部因素的影响,如炉门开关、燃气流量。因此,使用传统的控制方法不能满足连续烧结炉温度控制要求12。在逻辑控制系统中,PID控制是最成熟，应用最广泛的技术34。但该算法在烧结炉温度控制系统中具有一定的局限性，该烧结炉温度控制系统具有大惯性、纯延迟,非线性、时变特性,以及由此带来的折射出炉子过度控制和动态性能不稳定。例如,单
4、向自然的加热归于烧结炉使用灯丝电阻、冷却依赖的是自然环境，如果温度很高，它是很困难迅速冷却。同时，建立精确的数学模型和方法,及确定该模型的参数是困难的,这也无法有效的控制温度。计算机电脑和智能控制理论的发展为复杂控制方法和动态不确定度系统控制提供了一种新方法。采用智能控制技术提升智能PID控制。2控制系统框架多段连续烧结炉温度控制系统主要由PC和XMT624智能仪器组成，其执行机构是固态继电器。炉子被分为三段去控制温度，这意味着每段有三个温度点。连续烧结炉温度控制框架如图1。2针对烧结炉的每个温度段和每个温度点仅仅采用智能PID控制。根据设定值和阅读测量值，XMT624计算温度误差,然后智能P
5、ID控制器控制固态继电器ERROROFF时间来控制熔炉温度和设定值的稳定。3控制算法智能PID控制算法56是基于常规PID控制的控制算法，这种算法对对象具有延迟,时变和非线性系统的特点和在不同环节有不同的算法。它有棒棒快速控制，延迟控制，稳定性控制和抗干扰的能力。由于智能PID控制算法不依赖数学模型和对参数变化不敏感，所以这种算法更适合现场使用。31PID算法实现的数字在模拟系统,表示PID算法表达式是1DETUTKPETETDTTDTIDT（1）离散方程1、数字形式的微分方程代替连续系统微分方程，则微积分能使用求和及增量形式表示000NNNIIETDTEITTEI（2）11DETEKEKEK
6、EKDTTT（3）在递归原则下用K表示PID输出的表达式11212UKUKKPEKEKKIEKKDEKEKEK（4）所以在方程（4）中，IKPKIT/T是积分系数，DKPKDT/T是微分系数。PID的微分方程可以表示为1212UKKPEKEKKIEKKDEKEKEK1UKUKUK（5）在方程（5）中，,RDRQ是控制量，R是偏差，SDI是比例系数，SQI是积分系数，RW是微分控制系数。一旦系统产生错误，PID控制器立即工作以使目标减少错误，控制功能的强大和微弱取决于比例系数SW,它的限制是对于有自我平衡能力的控制对象存在静3态错误。增长1W的值可以减少静态错误，但是过大的值会导致系统动态性能变
7、差。积分记忆误差帮助系统减少静态错误，但是积分环节的限制是使控制系统有一个滞后的特性。如果积分环节太强大，它将使控制对象的动态性能变得很差，导致闭环系统不稳定。微分误差能获得误差变化趋势，增长微分控制因素ET可以加快系统响应，但是它对干扰敏感和降低系统抗干扰的能力。图1连续烧结炉温度控制系统的框图32智能PID控制环节由于仅当系统模型参数不变性时，PID算法可以得到预想效果，当一个好的PID控制器应用在模型参数随时间变化的系统时，它的能力会变得不同，这个不同在于参数要好好调整，甚至不稳定。所以智能PID控制器参数能仅仅根据现实情况通过许多次计算获得。一个系统考虑到最大偏差PN,最小偏差ML,如
8、此系统PID控制规则如下规则1IFEKMAXETHENUKMAXUK规则1能确保测量值小于温度设定值时，UK迅速下降。规则2IFEKMAXETHENUKMAXUKTHERULE1CANGUARANTEETHATAMEASUREDVALUEISLESSTHANTHETEMPERATURESETTINGVALUE,RAPIDLYFALLRULE2IFEKMINETHENUK1UKTOELIMINATETHEFREQUENTMOTIONANDNOTAFFECTPRECISIONTEMPERATURECONTROL,THERULE2SETADEADZONEFORTEMPERATUREDEVIATION
9、SRULE3IFMINEEKMAXETHENUK1UKPKEK1EKIKEKRULE3DOESNOTUSEDIFFERENTIALCONTROLS,ANDACCORDINGTHESCENECONTROLSITUATIONTOADJUSTPKANDIK54SETTINGOFPIDONLINEPARAMETERSTHECOMMUNICATIONSINTERFACEOFXMT624INSTRUMENTISOPTOELECTRONICOUTPUTISOLATIONPRINCIPALANDSUBORDINATEASYNCHRONOUSRS485,ANDGENERALPCONLYHASRS232INTER
10、FACE,RS232ANDRS485INTERFACEELECTRICALCHARACTERISTICSAREINCOMPATIBLEWITHEACHOTHER,SOUSINGRS232/RS485CONVERTERZW485C,TOCHANGERS232SIGNALINTORS485SIGNALTHESYSTEMWORKSINHALFDUPLEXMODE,THEPCBASEDONTHECURRENTSTATESENDSORDERSINORDERTOREADTHESIGNALTHATXMT624INSTRUMENTDETECTED,ANDSENDSANORDERTOXMT624FORSETTI
11、NGPARAMETERSXMT624RECEIVESTHEORDERIMMEDIATELYAFTERTHERESPONSE,ANDONTHEINSTRUMENTPANELVISIONTHECURRENTOPERATINGSTATETHECOMMUNICATIONOFTEMPERATURECONTROLINSTRUMENTANDPCISCOMMUNICATIONSPEEDOF9600BPSSTOPPINGBITS1DATABITS8PARITYBITSNONEXMT624DEFINESINPUT,OUTPUTANDSTATEPARAMETERS,ANDASSIGNSTHEADDRESSTHEMA
12、INPARAMETERSASLISTEDINTABLE1WITHTHEDEVELOPMENTOFINTELLIGENTCONTROLTHEORY,PIDCONTROLTECHNOLOGYISMOREANDMOREMATURETHEINTELLIGENTPIDALGORITHMISNONLINEAR,WHICHCANBEUSEDTOCONQUERTHELIMITATIONOFTHETRADITIONALPIDTHERULE1ANDRULE2CANMAKETHESYSTEMFASTTHREEBASICPARAMETERSOFTHEPIDCONTROLLERCANBEDIRECTLYREADANDW
13、ROTEINTHECORRESPONDINGADDRESSTHROUGHTHEPCINTERFACE,SOITISCONTROLLEDEXPEDIENTLYWHENREADANDWRITEPARAMETERS,FIRSTLY,WESHOULDKNOWTHEPARAMETERSCODETHEREADINGPARAMETERSCODEIS03ANDTHEWRITINGPARAMETERSCODEIS10HFOREXAMPLE,READINGMEASUREMENTSPV,THEDATAFORMATSENTBYTHEMAINFRAMEISSHOWNASTABLE26THEFIRSTADDRESSINT
14、HEDATAFORMATISTHEXMT624SADDRESSTHESECONDADDRESSISTHEPVSEMSMEMORYADDRESSIFITREADSTHERATIOFACTORP,ITCHANGESTHESECONDADDRESSTOEMSMEMORYADDRESS1004HISOKTHEREADINGANDWRITINGPARAMETERSDATAFORMATISSIMILARANDITNEEDSTOCHANGETHEFUNCTIONALCODETOTHEWRITINGPARAMETERSFUNCTIONALCODE10HTHREEBASICPARAMETERSOFPIDAREI
15、NTERACTIONANDMUTUALCONSTRAINTSANDARERESTRICTEDBYTHEPHYSICALENVIRONMENTALFACTORSSOITSHOULDDECIDETHEECLECTICCHOICEBETWEENTHEMATERIALCIRCSANDCONTROLREQUIRESSOMEINSTANCEINACTUALUSECANBEADJUSTEDASFOLLOWS1THETEMPERATUREREACHESTARGETVERYQUICKLY,BUTTHETEMPERATUREOVERSHOOTISGREATCONSIDERREDUCINGPROPORTIONSCO
16、EFFICIENTSORINCREASINGDIFFERENTIALCOEFFICIENTTIME2THETEMPERATUREOFTENFAILSTOTHETARGETANDTHETIMEISGREATCONSIDERINCREASINGTHEPROPORTIONSCOEFFICIENTSORINTEGRALTIME3ITCANFLUCTUATEATTHEBASICCONTROLGOALS,BUTDEVIATIONISOVERSIZE,ANDITISOFTENVOLATILECONSIDERINCREASINGDIFFERENTIALCOEFFICIENTORREDUCINGINTEGRAL
17、TIME,ANDTHEWORKCYCLEMAYBESETSHORTER4ITISAFFECTEDGREATLYBYTHESURROUNDINGENVIRONMENTORTHEWEATHERCHANGESLITTLECHANGEWILLCAUSESOMECHANGESINTHETEMPERATUREFLUCTUATIONSCONSIDERINCREASEDIFFERENTIALCOEFFICIENTORSHORTENTHECYCLETIME5CONCLUSIONSWITHTHEDEVELOPMENTOFINTELLIGENTCONTROLTHEORY,PIDCONTROLTECHNOLOGYIS
18、MOREANDMOREMATURETHEINTELLIGENTPIDALGORITHMISNONLINEAR,WHICHCANBEUSEDTOCONQUERTHELIMITATIONOFTHETRADITIONALPIDTHERULE1ANDRULE2CANMAKETHESYSTEMFASTANDSTABILITY,ANDTHERULE3MAKESTHEPIDADAPTIVECAPABILITYWITHTHEVARIABLEPARAMETERSITREALIZESTHEPARAMETERSOFPIDSETTINGONLINETHROUGHPROGRAMMING,ANDINCREASESSYST
19、EMCONTROLACCURACYWITHINTELLIGENTPIDCONTROL,THE7RESULTOFPIDCONTROLCANBEDIRECTLYAFFECTEDBYTHESETOFP,I,DETC,ANDSUCHSEVERALPARAMETERSHAVECLOSERELATIONWITHTHECONTROLSYSTEMITSELFSOITISDIFFICULTTOGIVEAFIXEDVALUEWHICHADAPTSTOANYSYSTEMTHEREFORE,THEUSEOFTHEINTELLIGENTPIDALGORITHM,ACCORDINGTOTHEACTUALSITUATION
20、,MUSTDEBUGATTHESCENEANDFINDAGROUPOFCONTROLPARAMETERSSUITABLETOTHESYSTEMITSELF6ACKNOWLEDGEMENTTHISPAPERISSUPPORTEDBYYOUNGSCIENTISTENCOURAGEMENTFOUNDATIONOFSHANDONGPROVINCEPROJECTNO2005BS05007,SHANDONGPROVINCIALNATURALSCIENCEFOUNDATIONPROJECTNOY2006F01,ANDKEYSUBJECTLABORATORYRESEARCHFOUNDATIONOFSHANDO
21、NGPROVINCE7REFERENCES1MERCEDESRAMIREZ,RODOLFOHABER,VICTORPENAB,ANDIVANRODRIGUEZ,“FUZZYCONTROLOFAMULTIPLEHEARTHFURNACE”,COMPUTERSININDUSTRY,2003,NO54,PP1051132PERTTULAURINEN,JUHARONING,“ANADAPTIVENEURALNETWORKMODELFORPREDICTINGTHEPOSTROUGHINGMILLTEMPERATUREOFSTEELSLABSINTHEREHEATINGFURNACE”,JOURNALOF
22、MATERIALSPROCESSINGTECHNOLOGY,2005,NO168,PP4234303ELENAGRASSI,KOSTASTSAKALIS,“PIDCONTROLLERTUNINGBYFREQUENCYLOOPSHAPINGAPPLICATIONTODIFFUSIONFURNACETEMPERATURECONTROL”,IEEETRANSACTIONSONCONTROLSYSTEMSTECHNOLOGY,2000,VOL8,NO5,PP428474NAIWEITU,HUAFU,ANDXINYAN,“PARAMETERSELFTUNINGFUZZYPIDCONTROLLERSAPP
23、LICATIONINTEMPERATURECONTROLSYSTEM”,CONTROLAUTOMATION,2004,VOL20,NO6,PP820INCHINESE5JIANFENGCAI,“APPLICATIONOFINTELLIGENTINSTRUMENTINCONTROLSYSTEMOFHEATINGFURNACE”,INDUSTRIALHEATING,2001,NO5,PP3134INCHINESE6HAIZHOUWANG,“APPLICATIONOFYS170INTELLIGENTCONTROLLERINTHETEMPERATURECONTROL”,JOURNALOFJIANGXIELECTRICALUNIVERSITYFORSTAFF,2003,VOL16,NO3,PP192489
