MATLAB 主要包括 MATLAB 和 Simulink 两大部分[2]，主要的用处在于可以进行数据分 析和算法开发等高级计算，其将系统建模及仿真这些强大的功能集中在视窗环境里，这 样的方案可以有效解决工程设计和科学研究等领域的众多问题。 MATLAB 可以对炉温控 制系统进行仿真，能够在 Simulink 仿真模块里创建炉温控制系统的结构模型，在 MATLAB 的 Fuzzy logic design 中设计出温度调节器的控制规则，按照这些规则工作的控制器 便能够解决传统电阻炉应用中温度长期久增不减滞后、多变等问题。因此基于 MATLAB 构建的温控系统仿真设计，还能够推广到其他温控系统乃至控制系统的应用上，这在一 定程度上对于温控系统的研究与发展也具有很大的积极意义。

综上所述，为了提高工业生产生活的质量，研究控制精度高、稳定性好、可靠性高 的电阻炉炉温控制系统具有重要的意义，基于模糊原理构建的温控系统对现阶段来讲， 具备很强的实用性和可操作性。因此，设计出能够将模糊原理与 PID 控制结合起来解决

工业电阻炉系统大延迟、大滞后、非线性等问题的控制器是电阻炉温控系统发展的关键。

1。2 国内外相关技术的现状及发展

1。2。1 炉温控制技术的现状及发展

1。2。2 智能控制理论的现状及发展

1。3 本文的主要内容与结构安排

本文主要的任务是设计出能够有效调节炉温系统温度的模糊 PID 控制器。通过参考 文献，分析了电阻炉炉温控制技术在国内外的研究现状，在明确了炉温系统的组成结构及工作原理的前提下，研究了受控目标的特征和可控目标，并提出该可控系统的整体设 计方案。接着建立系统的数学模型，在理解了模糊控制器的基本原理及设计规则的基础 上，设计出在模糊理念下的模糊可调节的 PID 控制器。最后是对系统的仿真分析，比较 模糊 PID 和常规 PID 的调控效果。文献综述

本文的基本结构安排如下：

（1）第一章为绪论。 首先介绍了目前电阻炉炉温控制系统的研究现状，接着揭示 了主要面临的问题，最后介绍本课题的主要内容和结构的安排。

（2）第二章为电阻炉炉温控制系统研究和设计的方案。研究分析炉温可控系统的 结构及动态性能，提出并分析可控系统的总体研究方案。

（3）第三章为模糊 PID 控制器的设计。本章主要介绍传统控制和模糊控制的基本 原理和基本理念。运用模糊理念知识来构建出模糊自整定 PID 控制器的机构和控制原则。

（4）第四章为整个系统的仿真和分析。本章节重点介绍了 MATLAB 的仿真方法，选 取了两个被控对象，即一阶和二阶的数学模型，通过改变他们的参数和被控对象，观察 曲线响应图，运算出超调和调节的时间的大小，来比较和分析传统 PID、模糊 PID 控制 器两者的调节效果。

第二章 电阻炉炉温控制系统研究和设计的方案

2。1 引言

炉温可控技术的进步，从刚开始兴起的模拟技术到如今盛行的智能技术，可控机能 的优化也向前迈了很大的一步。即使如此，目前的炉温控制系统还存在着许多问题，电 阻炉的参数会因为炉温的改变而改变，并且电阻炉的降温方法仅局限于自然冷却，超调 时就很难去调节，不易构建和分析系统的数学模型，参数更无法精确的得出。这些非线 性、大延迟、大滞后的特点都严重影响炉温的控制，而如今工业中采用的又大多是常规来-自~优+尔=论.文,网www.youerw.com +QQ752018766-

的 PID 控制器，这种可控器的应用主要是通过调节系数 K p 、Ki 、Kd 来适应不同的被操 纵的对象。但因为 PID 控制器不可以在线整定以上的系数，所以无法实现机构在各种有 差异的误差 E 及误差变化率 EC 的情况下对可调整量自整定，难以达到温度可控智能调 节的目标。