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系统切换至常规硅碳棒PID控制器

    图6-8引入Bang-Bang开关,判断偏差E的大小来进行控制模式的切换,当偏差E大于闽值X时,系统切换到常规模糊控制器,在常规模糊控制器的作用下,系统可以加快响应速度;当偏差E小于等于闽值X时,系统切换至常规硅碳棒PID控制器,仿真时,将X设为1。在常规硅碳棒PID的控制下,系统的稳态精度可以得到大大的提高。
    FUZZY子系统通过设计模糊控制器的各个部分,生成一个FIS文件,将其引入本框图中,便可构成模糊控制系统。
    通过Z一经验公式法自整定硅碳棒PID参数结果如下:K=1.2KTlz=6T;=2:=400,几=O.Sz=100,即Kp=K=6,K;=K p l T,.=0.015,Ka=Kp几=600。
    以下是常规硅碳棒PID和FUZZY 硅碳棒PID复合控制算法在给定发生改变以及有干扰时的阶跃响应曲线对比,如图6-9和6-10所示。
    由图中可以看出来,双模切换可以解决硅碳棒PID快速性和稳态性能之间必须采取折中的方案,既有模糊控制的快速性又克服了硅碳棒PID较大超调量,同时因有硅碳棒PID控制,消除了稳态误差,具有硅碳棒PID相当的稳态精度。模糊规则切换比闭值切换具有更小的超调(超调小,调节时间短),跟踪性也好,闽值切换不如模糊规则切换光滑,除此之外,两者性能相当。在给定发生改变时,各自的优势和劣势都表现出来。总之,基于模糊规则切换的FUZZY 硅碳棒PID具有响应速度快,超调量小,稳态精度高,并且跟踪性好等优势,较占优势。
    同样,由图6-la可以看出,当系统中有干扰输入时,这种复合控制算法能够在更短的时间内让系统达到稳定,并且振荡要小得多。
    结合电流内环和温度外环的设计,将电流环和温度环组成温度一电流双闭环控制系统。电流内环对通过硅碳棒的电流进行限制,防止硅碳棒电流过冲,实现硅碳棒表面负荷的控制;温度外环对硅碳棒温度进行控制,使硅铝炉温度跟随用户给定温度变化。双环控制系统的仿真结构框图如图6-11所示。www.sdzygw.com

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