基于Simulink的加热炉双交叉限幅模糊PID温控系统设计与研究

作     者：王春荣 王波 吕鸿伟 夏尔冬 高浩 

作者机构：福建农林大学机电工程学院福建福州350002 三明学院机电工程学院福建三明365004 厦门大学萨本栋微米纳米科学技术研究院福建厦门361102 

出 版 物：《机电技术》 (Mechanical & Electrical Technology)

年 卷 期：2024年第3期

页      面：19-24页

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0835[工学-软件工程] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：福建省科技重大专项专题(2022HZ026025) 福建省科技计划项目(2021L3029) 福建省自然科学基金资助项目(2022J011181) 三明市引导性科技项目(2021-G-7,2023-G-2) 三明市科技计划项目(2022-G-13) 

主　　题：加热炉 温度控制 双交叉限幅 模糊PID Simulink 

摘      要：加热炉温度控制是一个复杂的控制问题,传统的PID算法难以满足其控制性能要求。文章提出了一种基于双交叉限幅模糊PID的控制策略,该策略通过在线调节PID参数,实现了对燃料和空气流量的双交叉限幅控制,以适应加热炉温度控制系统的非线性、时变和滞后特性。采用Simulink搭建了加热炉温度控制系统的仿真模型,并在加入炉温干扰和改变设定温度的条件下,对比了双交叉限幅传统PID控制器和模糊PID控制器的控制效果。仿真结果表明:该控制策略能够有效地提高加热炉温度控制系统的响应速度和稳定性,而且空燃比能在设定值附近的合理范围内波动,提高了加热炉的燃烧效率,降低了燃料消耗和污染排放。