模糊PID控制在AT89S51除氧器温度控制中的应用

"基于AT89S51单片机的除氧器温度控制系统的设计 (2010年)，采用模糊控制与PID控制结合的策略，实现了高精度的温度控制。利用MATLAB进行仿真，参数模糊PID控制表现出良好的控制性能，如短调节时间和小超调量。" 这篇论文主要探讨了在热力除氧器温度控制领域，如何利用AT89S51单片机设计一个高效、精确的控制系统。针对除氧器系统中存在的滞后、时变和非线性特性，作者提出了一种融合模糊控制和PID控制的控制策略。PID控制在稳态性能上表现出色，但动态响应不足；而模糊控制则有优秀的动态特性，但在稳态性能上相对较弱。因此，通过模糊逻辑来在线调整PID控制器的Kp、Ki、Kd三个参数，形成了模糊PID控制算法，旨在结合两者的优点，优化控制效果。 论文首先介绍了热力除氧器的重要性，它在防止锅炉系统腐蚀、确保其正常运行中起到关键作用。然后，论文分析了热力除氧器的系统模型，将其简化为一个三阶惯性环节加上一个延迟环节的模型，给出对应的传递函数。这种模型有助于理解系统的动态行为，并为控制器设计提供依据。 在设计阶段，AT89S51单片机作为核心处理器，实现了模糊PID控制算法。MATLAB软件被用来进行控制策略的仿真研究，对比了传统的PID控制和模糊PID控制的效果。结果显示，参数模糊PID控制能够达到预期的控制性能，即调节时间短，超调量小，且稳态误差在104±3℃的范围内。 模糊控制部分，论文可能涉及了建立模糊规则库，对输入误差(e)和误差变化率(ce)进行模糊化处理，然后根据模糊规则调整PID参数，最后通过解模糊化将调整后的参数应用到实际控制系统中。这种方法提高了系统的适应性和控制精度。 这篇论文提出了一个针对热力除氧器温度控制的创新解决方案，通过模糊PID控制策略克服了传统PID控制在动态响应和稳态性能上的局限性，为实际的工业应用提供了理论支持和实践参考。