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    外環(huán)溫度硅碳棒控制器設(shè)計(jì)溫度外環(huán)采用閡值控制與自適應(yīng)模糊PID控制相結(jié)合的控制算法。當(dāng)硅碳棒電爐實(shí)際溫度和設(shè)定溫度值的偏差較大lel時(shí)，為了保護(hù)系統(tǒng)和提高加熱速度，采用閡值控制實(shí)現(xiàn)粗調(diào);在爐溫距離設(shè)定溫度值的偏差較小時(shí)，為了防止產(chǎn)生超調(diào)，提高控制精度，采用自適應(yīng)模糊PID控制。系統(tǒng)誤差lel取值范圍對(duì)系統(tǒng)有較大的影響。取值過(guò)小系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生超調(diào)，延長(zhǎng)調(diào)節(jié)時(shí)間。取值過(guò)大過(guò)早進(jìn)入自適應(yīng)模糊PID控制使加熱速度降低，也會(huì)延長(zhǎng)加熱時(shí)間。根據(jù)系統(tǒng)特點(diǎn)和多次仿真和試驗(yàn)最后確定lel為60取值為1 _5。下面分別介紹閡值控制設(shè)計(jì)和自適應(yīng)模糊PID控制。I值控制策略當(dāng)溫度偏差lel較大時(shí)，閡值硅碳棒控制器根據(jù)加熱時(shí)間和反饋的溫度值，依靠操作人員的調(diào)整經(jīng)驗(yàn)來(lái)設(shè)定內(nèi)環(huán)的控制電壓?？刂埔_保以最大的安全的加熱電流工作，在確保升溫速度的同時(shí)保護(hù)晶閘管整流器和加熱元件硅碳棒。該系統(tǒng)中溫度硅碳棒控制器控制輸出電壓可由下列方程(4)來(lái)確定:其中，y，為輸出的控制電壓，單位為伏特;To是設(shè)定溫度，Tl是初始溫度，T是當(dāng)前溫度，單位為攝氏度;t是加熱時(shí)間，單位為分鐘。根據(jù)硅碳棒特性和實(shí)驗(yàn)可以得到在升溫第一階段，加熱時(shí)間和輸出控制電壓的關(guān)系如表3.1所示，在這個(gè)階段加熱電流會(huì)漸漸增大。在第二個(gè)階段，加熱爐溫度和輸出控制電壓的關(guān)系如表所示，這個(gè)階段加熱電流保持在最大加熱電流，使?fàn)t溫迅速上升。自適應(yīng)模糊硅碳棒控制器的設(shè)計(jì)為了使智能控制算法便于程序?qū)崿F(xiàn)，并滿足系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制要求，采用查表法的模糊控制技術(shù)。查表法就是把所有輸入量都量化到語(yǔ)言變量論域的元素上，并以輸入量論域的元素作為輸入量進(jìn)行組合，求出輸入量論域元素和輸出量論域因素之間關(guān)系的表格，這個(gè)表格中元素的關(guān)系是按控制規(guī)則給出的，這個(gè)表格稱為控制表。在模糊控制中，模糊硅碳棒控制器首先把輸入量量化到輸入量的語(yǔ)言變量論域中，再根據(jù)量化的結(jié)果去查表求出控制量。采用查表法有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn):①由于是離線計(jì)算建立控制表，故可把模糊變量論域的元素取得多一點(diǎn)，可以采用好的控制算法，提高控制精度;②可以使程序設(shè)計(jì)大大簡(jiǎn)化;③實(shí)時(shí)性好。查表法的關(guān)鍵在于制控制表，制造控制表有兩種方法:一種是離線間接求取法，一種是在線直接求取法。我們采用離線間接求取法來(lái)制表。采用查表法的模糊硅碳棒控制器的結(jié)構(gòu)如圖3.7所示，這是一個(gè)典型的雙輸入，多輸出的模糊硅碳棒控制器。zsrider.com