对系统进行实验研究的种方法。系统仿真根据真实系统的数学模型建立仿真模型，对系统环境加以模拟，在计算机上进行分析计算研究获得真实的定量关系。本章通过对系统采用不同的参数调整策略，得出它们各自的仿真结果，然后进行分析比较，从中找出个合乎要求的解决方案。电锅炉温度控制系统特性电锅炉允许最高温度。温度控制通过单片机实现，由控制算法计算出输出量，根据输出量判断继电器的通断。工艺要求电锅炉的温度控制过程包括两个阶段。自由升温段要求锅炉水温快速升至温度设定值。保温段水温升至设定值后要求温度维持设定值基本不变。水温的检测元件采用数字式传感器。图温度飞升曲线电锅炉的温度控制系统是常见的确定性系统，采用飞升曲线测量方法，测出锅炉温控制系统的飞升曲线，即可得到控制对象的数学模型。曲线上变化最快处作切线，与轴交于点，交稳态值的渐近线于点，点在轴的投影为点，则为过程量滞后时间，为过程的时间常数，此处分别为和。这里要说明的是在测试飞升曲线时，般阶跃信号不从零开始，否则会使系统造成很大的非线性，影响被测对象的正常工作。般作法是给调节对象输入到使被控对象开环稳定运行于实际工况附近，并以此输出值作为纵坐标的原点值，然后在加阶跃输入信号，使被控对象输出随之发生变化，最后稳定在个值。由此方法可以得到电锅炉温度系统的传递函数为仿真工具仿真是控制系统进行科学研究的重要方法，通过仿真来分析各种控制策略和方案对控制系统的性能，优化相关参数，以获得最佳控制效果。简介是美国公司出品的商业数学软件，用于算法开发数据可视化数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括和两大部分。，即矩阵实验室是博士在大学讲授线性代数时，发现用高级语言编程极为不便而构思开发的。它是集命令翻译科学计算于身的套交互式软件系统。系统经过几年的试用之后，博士等批数学家与软件专家组建了个名为的软件开发公司，专门扩展并改进，推出了该软件的正式版本。除原有的数值计算能力外，还增加了图形处理功能。公司于年推出了基于平台的。版在继承和发展其原有数值计算和图形处理能力的同时，还推出了符号计算工具包和个交互式操作的动态系统建模仿真分析集成环境。简介和使用简介与开发环境是最重要的组件之，公司在推出的同时还推出了最新版本的。是仿真与链接的简写形式，它是个动态系统建模仿真和综合分析的集成环境。在该环境中，不用大量的书写程序，而只需要通过简单直观的鼠标操作，就可以构造出复杂的系统模型。具有适用面广结构和流程清晰及仿真精细贴近实际效率高灵活等优点，广泛应用于控制理论和数字信号处理等复杂系统的仿真和设计。是个用来对动态系统进行建模仿真和分析的软件包四。它除了包括输入模块输出模块连续模块离散模块函数和表模块数学模块非线性模块信号模块以及子系统模块外，还包括各个工具箱特有的模块，如模糊逻辑工具箱的模糊逻辑控制器模块。用户可以利用这些模块搭建自己的系统并进行仿真，通过更改这些模块的参数提高系统的性能，最终得到合乎自己设计要求的系统。本文的所有仿真都是在中完成的。应用启动启动软件之后，可以通过种方式打开工具箱也称为模块库，浏览器。在输入命令。单击主窗口左下角的按钮，在弹出的快捷键菜单中选择命令。单击主窗口工具栏中的工具。组成模块库中共包含个子模块库，它们是常用模块库连续系统模块库非连续系统模块库离散系统模块库逻辑与位操作模块库查询表模块库数学操作模块库模型验证模块库接口与子系统模块库信号属性模块库信号路由模块库输出模块库信号源模块库用户自定义模块库附加数学和离散系统模块库。单击库浏览器左侧的子模块库标题，在库浏览器右侧显示该库的所有模块。也可以右击子模块库标题，在弹出的快捷菜单中选择命令，弹出子模块库独立窗口。仿真过程在已知系统数学模型活系统框图的情况下，利用进行建模仿真的基本步骤如下。启动，打开库浏览器。建立空白模型窗口。由控制系统数学模型或结构框图建立仿真模型。设置仿真参数，运行仿真。输出仿真结果。第四章控制系统仿真研究控制器设计在中创建用算法控制电锅炉温度的结构图如图所示图电锅炉控制系统仿真结构图仿真结构图与仿真步骤简介图子模块图是电锅炉控制系统仿真结构图中的个子模块，这个子模块的功能就是实现操作的功能，在其中的论如下分析电锅炉结构和水温上升的特点，建立被控系统的数学模型。针对电锅炉温控系统可采用的控制方案进行了研究，提出了温控系统可采用的控制方案，采用传统的控制，讨论了这种控制方案的基本理论实现形式和注意事项。，对于经典的控制分别用加入预估器和人工整定方法对其参数进行整定，并用中的进行仿真分析，由仿真结果可以看出，当采用这两只参数整定方法的时候，其超调量与调节时间无法满足要求。当电锅炉温度控制系统采用人工整定进行控制时，超调量与调节时间的矛盾可以得到基本的解决。本课题研制的电锅炉温度控制系统达到了调节时间短稳态误差小等预期要求。但控制算法离实际应用尚有许多工作要做，下步要将控制器应用于实践，以完善对温度的智能性控制。对于多输入多输出系统，需要研究多变量的控制器。致谢本课题是在导师马铭的悉心指导下完成的，在课题的研究过程中，马老师倾注了大量的心血，他兢兢业业的工作作风科学严谨的治学态度和宽以待人的优秀品质给我留下非常深刻的印象。从论文的选题研究方案的制定直至论文的撰写，均得到了马老师的亲切关怀与悉心指导，花费了他大量的时间与精力。马老师敏锐的洞察力渊博的学识高度的责任感令我深受裨益。在马老师身上，我不仅学到了正确的科研方法及丰富的知识，也学会了做人的道理。在此特向马老师表示深深的感谢,在课题的研究期间得到了师兄妹们的大量帮助，在此向他们表示衷心的感谢,最后我还要向我的父母及家人表示最深挚的谢意，本人能够完成学业离不开他们多年来的支持和帮助。在此，向所有关心和帮助过我的领导老师同学和朋友表示由衷的谢意,参考文献蔡自兴人工智能控制化学工业出版社，冯勇现代计算机控制系统哈尔滨工业大学出版社，徐丽娜神经网络控制哈尔滨工业大学出版社，顾毅智能控制发展综述信息技术孙新国电加热常压热水锅炉及其设计工业锅炉蒋智翔，杨小昭种新型的电储热系统自储能电锅炉介绍中美工业锅炉先进技术研讨会会议论文集，陶骏昌，陶明磊电锅炉优化设计中国建筑学会建筑热能动力分会第十届学术交流大会论文集陶永华新型控制及其应用机械工业出版社，王耀南，刘治智能控制器在工业对象中的应用自动化仪表金以慧过程控制清华大学出版社，，，王沫然建模及动态仿真电子工业出版社，楼顺天，胡昌华，张伟基于的系统分析与设计模糊系统西安电子科技大学出版社，陶永华控制原理和自整定策略工业仪表与自动化装置刘国荣，阳宪惠模糊自适应控制器控制与决策，，丫,李卓基于推理的自调整控制器控制理论与应用,倪忠远自整定控制器在炉温控制中的应用自动化与仪器仪表,刘金馄先进控制仿真电子工业出版社，模块中分别输入在不同参数整定方法下得出的数值可以控制实现不同的调节功能。子模块为阶跃信号输入模块，其产生个阶跃信号，并且控制初始条件，本论文中的初始条件是在下的电锅炉温度系统仿真，所以需要把其参数改成，具体情况如下图图阶跃信号输入模块为信号延迟模块，其起到信号延迟的功能，由于电锅炉温度飞升曲线可以知道，其温度并不是从开始就上升，而是有定的延迟，根据其曲线可知其延迟时间为，故其应该在这个模块中输入这个延迟参数，具体情况如下图图延迟信号输入模块参数的整定齐格勒尼柯尔斯参数整定它是在实验阶跃响应的基础上，或者是在仅采用比例控制作用的条件下，根据临界稳定性中的值建立起来的。当被控对象的传递函数可以近似为带延迟的阶系统齐格勒尼柯尔斯给出了用表中的公式确定方法表参数表用法用法则调整控制器，给出下列公式由电锅炉温度控制系统的传递函数得，秒，秒。得秒，秒根据齐格勒尼柯尔斯参数调整法则得三个参数为图为给定值时，在该参数下的系统仿真响应曲线图，图为纯控制响应曲线图。控制器类型图参数整定纯控制响应曲线图由图可见，在齐格勒尼柯尔斯参数整定下纯控制系统性能指标为调节时间秒，超调量，稳态误差参数整定纯控制响应曲线图可以看出，其调节时间较长，超调量较大，并且其产生了较大的振荡，产生这个误差的主要原因是其比例其比例环节比较大，导致动态性能变差，振荡比较严重，超调量增大，并且其积分环节也是较大，导致静差较大，与稳定时候的温度之间有较大的余查。参数整定参数整定对设定问题的关注主要有两种情况，种是带有超调量的快速响应，另种是没有超调量的快速响应，对于本系统最关注的是没有超调量的最快速响应，表是参数整定法则表参数表控制器类型∞得秒，秒根据参数调整法则的三个参数为图为给定值为时，在该参数下得仿真曲线图。图参数整定纯控制响应曲线图由图可见，参数整定纯控制系统性能指标为调节时间秒，超调量,稳态误差参数整定纯控制响应曲线图可以看出其静差较大，这是由于积分环节较大导致的，可以适当的减小积分环节的数值，来减少其与稳定时刻之间的温度与差。其比例环节和微分环节相对来说比较小，没有较大的振荡。人工整定仿真结果分析可见，用经典的方法算出的参数不定能满足控制要求。实际控制过程中，也是通过手动调节这些参数以获得好的控制性能。对电锅炉控制系统，根据各个环节对电锅炉温度曲线的控制情况，经过尝试不同的参数