的改善。控制可以和模糊控制及神经网络结合起来,即基于神经网络的模糊自适应控制方法。预估器是得到广泛应用的时滞系统控制方法，该方法是个时滞预估补偿算法。它通过估计对象的动态特性,用个预估模型进行补偿,从而得到个没有时滞的被调节量反馈到控制器,使得整个系统的控制就如没有时滞环节,减小超调量,提高系统的稳定性并且加速调节过程,提高系统的快速性。二〇〇年五月十五日星期六理论上预估器可以完全消除时滞的影响,但是在实际应用中却不尽人意,主要原因在于预估器需要确知被控对象的精确数学模型,当估计模型和实际对象有误差时,控制品质就会严重恶化,因而影响了预估器在实际应用中的控制性能。于是在预估器的基础上,许多学者提出了扩展型的或者改进型的方案,这些方案包括多变量预估控制,非线性系统的预估器,改进的预估器,自适应的预估控制器。大林算法是由美国公司的于年针对工业过程控制中的纯滞后特性而提出的种控制算法。该算法的目标是设计个合适的数字调节器，使整个系统的闭环传递函数相当于个带有纯滞后的阶惯性环节，而且要求闭环系统的纯滞后时间等于被控对象的纯滞后时间。大林算法方法比较简单，只要能设计出合适的且可以物理实现的数字调节器，就能够有效地克服纯滞后的不利影响，因而在工业生产中得到了广泛应用。但它的缺点是设计中存在振铃现象，且与算法样，需要个准确的过程数字模型，当模型误差较大时，控制质量将大大恶化，甚至系统会变得不稳定。智能控制智能控制是类无需人的干预就能够地驱动智能机器实现其目标的自动控制，它包括模糊控制神经网络控制遗传算法等。模糊控制是智能控制较早的形式，它吸取了人的思维具有模糊性的特点，从广义上讲，模糊逻辑控制指的是应用模糊集合理论，统筹考虑系统的种控制方式，模糊控制不需要精确的数学模型，是解决不确定性系统控制的种有效途径。模糊控制是种基于专家规则的控制方法。在时滞过程中,模糊控制般是针对误差和误差变化率而进行的,将输入量的精确值模糊化,二〇〇年五月十五日星期六根据输入变量和模糊规则,按照模糊推理合成规则计算控制量,再将它清晰化,得到精确输出控制过程，其中模糊规则是最重要的。但是,模糊控制存在控制精度不高算法复杂等缺点。因此如果能结合其它的算法来提高它的控制精度,那将是非常有效的，例如模糊控制器模糊自适应控制器模糊控制算法等。神经网络控制是研究和利用人脑的些结构机理以及人的知识和经验对系统的控制。人们普遍认为，神经网络控制系统的智能性鲁棒性均较好，能处理高维非线性强耦合和不确定性的复杂工业生产工程的控制问题，其显著特点是具有学习能力。神经网络的主要优势在于能够充分逼近任意复杂的非线性系统，且有很强的鲁棒性和容错性。般来说，神经网络用于控制有两种方法，种是用来实现建模，种是直接作为控制器使用。与模糊控制样，神经网络也存在算法复杂的缺点，同时神经网络学习和训练比较费时，对训练集的要求也很高。结论经典控制方法由于具有结构简单可靠性及实用性强等特点，在实际生产过程中得到了广泛的应用。但它们都是基于参数模型的控制方法，因而自适应性和鲁棒性差对模型精确性要求高抗干扰能力差。而智能控制是非参数模型的控制方法，因而在鲁棒性抗干扰能力方面有很大的优势。但智能控制也有其不足之处，即理论性太强，算法过于复杂，大多数方法还仅局限于理论和仿真研究，能在试验装置上和工业生产中应用的并不多。根据这两类控制方法的特点，将它们结合起来进行复合控制是种有效的时滞系统控制策略，成功的应用有模糊控制模糊控制神经元预估控制预估控制等。这些方法既能利用经典控制方法结构简单二〇〇年五月十五日星期六可靠性和实用性强的特点，又能发挥智能控制自适应性和鲁棒性好，抗干扰能力强的优势，弥补了各自的不足，在大时滞控制系统中具有很好的应用前景。主要解决的问题在本次设计中，主要是对恒温箱温度控制系统的控制算法进行研究。对恒温箱分别采用控制算法，模糊控制算法和模糊制经验和领域专家的有关知识经过归纳整理所形成，它是对被控对象进行控制的个知识模型，利用这个模糊模型，可以设计出比较理想的控制器。本文中制定的模糊规则如下表所示表控制系统的模糊规则二〇〇年五月十五日星期六模糊推理根据控制规则表编写对应的模糊推理语句模糊推理，利用推理法进行推理利用重心法进解模糊，根据模糊规则表取定的每条模糊条件语句都计算出相应的模糊控制量，由模糊推理合成规则，可得如下关系式，以此得出模糊控制表。实时控制时，根据输入偏差与输入量偏差变化率的模糊值直接查找控制表，获得控制量。为实现基本模糊控制器的控制，般的作法是将上述各表存放到微处理器中。在过程控制中，计算机直接根据采样和论域变换得来的以论域元素形式表现的误差和误差变化率，由查询表的第行和第列找到跟误差和误差变化率对应的，同样以论域元素形式表现的控制量乘以比例因子得到实际控制量作用于执行机构。即模糊控制策略通过离线计算和在线查询实现，以得到较好的控制品质和良好的实时性。表模糊控制表二〇〇年五月十五日星期六模糊控制仿真模糊控制仿真同控制中所介绍的，取同控制对象，其传递函数为，在环境下，构建模糊控制系统模型，对并其进行仿真实验，模糊控制及仿真模糊控制指的是模糊技术与常规的控制算法相结合的种控制方法。模糊控制的优点是它不要求掌握受控对象的数学模型，而根据人工控制规则组织控制决策表，然后采用模糊推理的方法实现参数和二〇〇年五月十五日星期六的在线自整定，不仅保持了常规控制系统原理简单使用方便鲁棒性较强控制精度高等优点，而且具有模糊控制的灵活性适应性强等优点。模糊控制器结构模糊控制器是以常规控制为基础，采用模糊推理思想，根据不同的和对的参数进行在线自整定，控制器由两部分组成，即常规控制部分和模糊推理的参数校正部分。模糊控制器原理框图如图所示模糊控制器的设计模糊子集的选取参数模糊自整定是找出的个参数与和之间的模糊关系，在运行中不断检测和，根据模糊控制规则对个参数进行在线修正，从而使被控对象具有良好的动态和静态性能。因此，选择系统偏差和偏差变化率作为模糊控制器的输入量，而和作为输出量。各个变量的模糊子集取为，论域均为，考虑到对论域的覆盖程度和灵敏度，以及稳定性和鲁棒性原则，各模糊子集采用三角形隶属函数，如图所示为各变量的隶属度函数示意图。模糊推理模糊化模糊化模糊推理清晰化清晰化二〇〇年五月十五日星期六图模糊控制原理图图变量的隶属度函数模糊规则的建立模糊控制器的核心是形式的模糊控制规则，控制规则的选取直接关系到系统控制性能的优劣，是设计的关键。参数的调整必须考虑到不同时刻个参数的作用以及相互之间的互联关系。根据已有的控制系统设计经验以及参数和对系统输出特性的影响关系,归纳出在般情况下,在不同的和时,被控过程对参数和的自调整规则如下被控对象控制器控制器被控对象二〇〇年五月十五日星期六当较大时,为加快系统响应速度并防止起始偏差瞬间变大可能引起微分过饱和,而使控制作用超出许可范围,应取较大的和较小的同时,为避免系统因积分饱和所引起的较大超调,应对积分作用加以限制,通常取。当和为中等大小时,为使系统响应的超调较小,应取得小些。在这种情况下,的取值对系统的影响较大,要取适当的和。当较小时,为使系统具有良好的稳态性能,应增加和的值同时，为了避免系统在设定值附近振荡，并考虑系统的干扰性能，应适当地选取的值，其原则是当较小时，可取得大些，通常取为中等大小当较大时,应取小些。根据上述分析同时考虑三个参数之间的相互影响,建立控制规则，与，的模糊关系分别如表，表，表所示表与和的模糊关系二〇〇年五月十五日星期六表与和的模糊关系表与和的模糊关系二〇〇年五月十五日星期六模糊推理及模糊决策根据控制规则表编写对应的模糊推理语句模糊推理，利用推理法进行推理利用重心法进行模糊决策，计算式为，其中是加权系数。根据各模糊子集的隶属度赋值表和各参数模糊控制模型，应用模糊合成推理设计参数的模糊矩阵表，查出修正参数代入下式计算，二〇〇年五月十五日星期六，，式中为三个控制参数的取值。在线运行过程中,控制系统通过对模糊逻辑规则的结果进行处理查表和运算,完成控制法的自校正,使控制器达到最优。模糊控制的仿真参考文献宋子巍，陈思忠，杨林模糊控制的仿真分析，北京北京理工大学李正军计算机控制系统，北京机械工业出版社，愈瑞钊，史济建人工智能原理与技术，浙江浙江大学出版社，张志杰燃煤锅炉模糊控制算法研究与引用，大庆石油学院杨红，陈颖基于模糊控制算法的温控系统设计，广西师范大学学报，李洪兴，王加银，苗志宏模糊控制系统的建模，中国科学，辑，楼世博，孙章，陈化成模糊数学，科学出版社，李少远，王景成智能控制，北京机械工业出版社，屠乃威，付华，阎馨参数自适应模糊控制器在温度控制系统中的应用，辽宁工程技术大学耿瑞基于的自适应模糊控制系统计算机仿真，哈尔滨，载信息技术学报，第期刘金琨先进控制及其仿真，北京电子工业出版社，二〇〇年五月十五日星期六答谢在论文完成之际，我要向所有关心过我和帮助过我的老师和同学致以最真挚的谢意。首先要感谢的是王彩霞老师，王老师平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段都给予了我细心的指导。王老师精深的专业水平和严谨的治学态度是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。在我的论文完成过程中，我宿舍的同学在学习上和生活上给了我很大的帮助，在此要向他们表示感谢。和我组的同学在我写论文的过程中，通过讨论和交流给了我很大的帮助，我也要向他们表示感谢。我还要感谢四年来为我传道授业解惑的各位任课老师，他们的教导让我终生受益。另外，十分感谢西北民族大学和电气工程学院给了我这么好的学二〇〇年五月十五日星期六习机会。二〇〇年五月十五日星期六毕业设计论文基于的恒温箱温度控制系统设计与仿真二〇〇年五月十五日星期六摘要关键词二〇〇年五月十五日星期六二〇〇年五月十五日星期六绪论选题的目的意义对本课题涉及问题的研究现状经典控制智能控制结论主要解决的问题控制及仿真微分先行算法参数辨识参数的整定参数的特点经验公式法算法仿真模糊控制基本原理模糊控制基本思想模糊控制器的基本结构模糊控制的特点模糊控制器的设计温度模糊控制器的设计控制器结构模