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热处理是工业生产中常用到的一道工序,是提高金属材料及其制品质量的重要手段。随着工业技术的发展,对金属材料产品的性能提出了更高的要求,因而热处理技术也朝着优质、高效、节能方向发展。网带式电阻炉是热处理生产中应用最广泛的加热设备,通常也是生产过程的最后工序,它直接影响着产品的强度和韧性,这样加热过程温度的测量和控制就成为关键的技术,促使人们更加积极的研究控制加热工艺的方法。
网带式电阻炉具有非线性、时变性、纯滞后等特点,加热材料进出、环境温度、电网电压等都影响控制过程。本文对网带式电阻炉的加热过程进行了深入研究,分析了影响产品质量和控制精度的主要因素。网带式电阻炉一般具有多温区段,每一温区段的温度由工艺要求决定,各温区之间相互耦合,相互影响,因此,它的数学模型很难准确建立,而传统的控制系统大多建立在一定的模型系统上,难以满足工艺要求。
模糊控制技术的优势在于不需要建立精确的数学模型,并且在快速性方面有着自己的优势,同时超调量小,但由于它是基于隶属函数的推理过程,算法复杂,另外,它的控制过程会产生稳态误差。通过分析传统PID算法和模糊控制两种控制策略的不同优缺点,本文采取两者相结合控制策略,实现优势互补,升温时采用模糊控制,实现快速升温,保温时采用改进型PID控制,消除稳态误差。本系统以模糊-PID控制算法为基础,根据系统要求,设计了完善的I/O接口,人机界面以及控制系统。