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房間溫度控制系統(tǒng)與Simulink仿真.doc
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摘 要
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步,溫度控制系統(tǒng)中常用的是控制參數(shù),而利用MATLAB控制這些參數(shù)已成為當今主流。在PID控制器的設(shè)計中,隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展,參數(shù)整定是最重要的,PID的設(shè)置大多是基于一些先進的軟件。MATLAB仿真軟件廣泛應(yīng)用于本設(shè)計中的繼電反饋法、在線綜合法和系統(tǒng)辨識法來研究PID控制器的設(shè)計方法,并使PID控制器的溫度控制系統(tǒng),并在MATLAB中使用虛擬示波器,在系統(tǒng)完善之前,觀察階躍信號的輸出波形,得到干擾信號響應(yīng)曲線的抗干擾性,經(jīng)過對比得出了,在有了干擾信號時,該系統(tǒng)可以很好地控制系統(tǒng)的干擾信號,將干擾信號引入系統(tǒng)中是十分必要和可行的。
關(guān)鍵詞:PID控制；溫度控制系統(tǒng)；MATLAB
ABSTRACT
With the continuous progress of science and technology, control parameter is commonly used in the temperature control system. And using the MATLAB to control those parameters has become the mainstream. In the design of PID controller, with the rapid development of computer technology parameter tuning is the most important thing. The PID Settings are mostly based on some advanced software. MATLAB simulation software is widely applied to the relay feedback method, Online variety legal and system identification in this design to study the design method of PID controller. And using the PID controller's temperature to control system, use a virtual oscilloscope in MATLAB. Before the system is perfected, observing the output waveform of the step signal and obtaining the interference of the signal response curve. By contrast, when there is an interference signal, the system can control the system's interference signal very well. It is necessary and feasible to introduce interference signals into the system.
Key words: PID parameter tuning; controller; MATLAB
目 錄
1 緒論 1
1.1 選題的目的、意義 1
1.2 對本課題涉及問題的研究現(xiàn)狀 1
1.2.1 經(jīng)典控制 1
1.2.2 智能控制 2
1.2.3 結(jié)論 3
1.3 主要解決的問題 3
1.4 MATLAB簡介 3
2 數(shù)學(xué)模型的建立 4
2.1 什么是數(shù)學(xué)模型 4
2.2 模型的建立要求 5
2.3 模型的種類 5
2.4 數(shù)學(xué)模型的基本原則 6
2.5 建立數(shù)學(xué)模型的方法步驟 6
2.6 房間數(shù)字模型的建立 8
2.6.1 單一外墻、內(nèi)墻、樓板、樓地的熱平衡方程 9
2.6.2 窗戶的熱平衡方程 9
2.6.3 房間空氣的熱平衡方程 10
3 Simulink的仿真研究 11
3.1Matlab/Simulink環(huán)境下建立房間的動態(tài)仿真模型 11
3.2房間Simulink仿真模型的結(jié)構(gòu) 11
3.3房間模型的動態(tài)特性仿真 14
3.4溫度控制與PID算法 15
參考文獻 21
總 結(jié) 22
致謝 23
畢業(yè)論文 （設(shè)計） 答辯記錄表 學(xué)院： 機械工程學(xué)院 專業(yè)： 機械 工程（礦山機電） 班級：機械 1311 論文題目： 房間溫度控制系統(tǒng)與 真 學(xué)號： 20132008008 姓名： 黃振興 指導(dǎo)教師： 陳立新 職稱： 講師 答辯 小組 名單： 烏日開西 ， 伊力哈木 ， 章翔峰 ， 海幾哲 ， 陳坤 答辯 記錄 ： 1． 仿真輸入的數(shù)據(jù)是什么 ？（ 章翔峰 老師提問） 答：房間 的 初始條件 為 ：房間初始溫度為 26℃，室外氣綜合溫度為 30℃，鄰室溫度為 26℃，照明得熱量為 100W，人體顯熱得熱量為 300W,設(shè)備顯熱得熱量為 300W，太陽散射輻射量為 0，送風(fēng)溫度為 16℃，送風(fēng)量為 0。 2. 得到的輸出是什么？ （ 章翔峰 老師提問） 答： 溫度剛開始時會有一些波動，但是在 時候逐漸達到穩(wěn)定，溫度的收斂值為 3. 圖紙上的小模塊代表了什么意思？ （ 章翔峰 老師提問） 答： 控制圖中有輸入模塊、加減模塊、放大系數(shù)模塊、積分模塊、 塊。 4. 系統(tǒng)采用了什么控制系統(tǒng)？這個系統(tǒng)的作用？ （ 章翔峰 老師提問） 答： 系統(tǒng)采用了 制。 P 是指比例調(diào)節(jié)， 比例項按比例反應(yīng)系統(tǒng)的偏差，系統(tǒng)一 旦出現(xiàn)了偏差，比例調(diào)節(jié)立即產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用用以減少偏差。 I 是指積分調(diào)節(jié)， 積分項消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，提高無差度。只要有偏差，積分就進行，直到無偏差時，積分運算才停止，積分調(diào)節(jié)項輸出一常數(shù)值。 D 是指微分調(diào)節(jié)， 微分項反映系統(tǒng)過程變量的變化率 。 答辯時間 ： 2012 年 6 月 4 日