温度控制系统设计的时间序列方法

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电加热器是许多工业生产过程中的重要装置,对电加热器的控制研究一直是一个重要的研究课题。目前商品化的高性能加热控制系统并未完全实现,基于这样一个背景,本文探讨了时间序列与控制系统设计相结合的方法对电加热器进行研究。其中,时间序列模型采用传递函数模型,作为时间序列分析的典型模型,其形式可看作是ARIMA模型与回归模型的结合,能够清晰地刻画变量间动态影响的过程。本文首先结合传递函数模型和最小二乘递推方法完成被控对象的模型辨识;然后采用预测控制和模糊控制实现系统的控制。实验表明,系统能获得较好的控制效果。论文的主要内容可概括为:   1.对电加热器、预测控制和模糊控制的基本原理及研究现状作了简单的介绍。针对预测控制,主要是介绍模型算法;针对模糊控制,主要是介绍模糊控制的基本原理以及模糊控制器的结构和组成。   2.在模型的参数辨识中,本文针对通常工业系统中被控对象的具体模型未知的特点,提出一种基于时间序列模型的辨识方法。方法首先利用传递函数模型,确定被控对象的模型的形式,然后应用最小二乘递推算法对模型参数做进一步的辨识。   3.在温度控制系统设计部分,当与设定值偏差较大时,采用预测控制方法提高系统的响应速度,偏差降低之后利用模糊控制保证系统控制精度及稳定的输出。文中对控制系统的具体软件实现做了详细介绍。   4.通过实验,验证本文提出的辨识方法和控制策略的实用性和有效性。最后,文章总结了本文提出的辨识方法和控制策略的优势以及不足,并对未来做出展望。
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