摘要：在当今计算机技术和控制技术都大幅度提高的背景下，温度控制系统也进一步开始由传统的PID控制向现代智能控制方向发展。上世纪末，国内外多种新型的锅炉温度控制系统开始涌现，但这些系统大都采用PID控制技术，尽管使用方便、可靠性强，但却无法克服时滞性大和非线性变化等因素的影响，因此它很难有效地保证锅炉温度在大多数情况下都能控制在一个确定的范围内。模糊控制是运用变量和模糊集合理论形成控制算法的一种控制技术，通过模仿了人脑的思维方式对模糊现象进行识别和判决，给出精确的控制量，但是控制精度不高，在设计和控制方法上存在缺陷，这就使得模糊控制技术存在着一定的技术局限。针对上述缺点，有人提出将传统PID技术和模糊控制技术结合在一起，构成了现在的模糊PID控制技术，课题主要研究的就是如何将模糊PID技术运用推广到DCS的锅炉温度控制系统中去。

论文中首先介绍了模糊PID技术和DCS技术的现状和发展趋势，分析了研究课题对于工业生产的意义和价值，详细阐述了PID控制和模糊控制的特点和基本原理，利用MATLAB仿真软件将模糊PID控制系统和常规PID控制系统进行对比，发现模糊PID控制器的性能要优于常规PID控制器，前期具有模糊控制的灵活性、适应性强等优点，后期保持了常规PID控制系统原理简单、使用方便、鲁棒性较强、控制精度高等优点。并进一步研究了模糊+PID控制技术，即使系统在上升时刻采用模糊控制，接近稳态的时候采用PID控制算法，来消除稳态误差。

最后，针对该温度控制系统进行DCS组态，利用SCX语言将常规PID控制技术及模糊PID等控制技术运用到DCS控制系统中去，该系统的运行结果表明，所设计的DCS系统组态正确，对比结果也再次验证模糊PID控制技术的优势，达到了研究的目的。

关键词：PID控制，模糊控制，模糊PID，DCS，温度

目录

摘要

ABSTRACT

第一章 绪 论-1

1.1 课题研究现状-1

1.1.1 模糊PID控制技术研究的现状-1

1.1.2 DCS研究现状-1

1.2课题研究的发展趋势-2

1.2.1 模糊PID控制的发展趋势-2

1.2.2 DCS的发展趋势-2

1.3 课题研究的意义与价值-3

1.4 课题主要研究内容-4

第二章 控制技术的理论研究-5

2.1 PID控制技术的理论基础-5

2.1.1 PID控制器的基本结构及原理-5

2.1.2 PID参数整定-6

2.2 模糊控制技术的理论基础-7

2.2.1 模糊控制器的基本结构及原理-7

2.2.2 模糊控制器的设计-7

2.3 模糊PID控制技术的理论基础-10

2.3.1 模糊自适应PID控制技术-10

2.3.2 模糊+PID控制技术-11

2.3 本章小结-11

第三章 JX-300X DCS 系统简介-13

3.1 JX-300X系统介绍-13

3.2 JX-300X软硬件组成-13

3.2.1 JX-300X硬件组成-13

3.2.2 JX-300X软件组成-16

3.3 SCX语言-16

3.4 本章小结-16

第四章 控制技术的MATLAB仿真研究-17

4.1 数学模型的建立方法-17

4.1.1机理法-17

4.1.2测试法-17

4.2 PID控制-17

4.2.1 系统仿真模型-17

4.2.2 仿真研究-18

4.3 模糊自适应PID控制-19

4.3.1 设计模糊控制器-19

4.3.2 模型建立与分析-21

4.4 模糊+PID控制-22

4.4.1 模糊控制器的设立-22

4.4.2 模型建立与分析-23

4.5 对比分析-25

4.5.1 同PID参数的三者对比-25

4.5.2 抗干扰性对比-26

4.5.3 修改仿真模型参数的对比-27

4.5 本章小结-27

第五章 控制技术在温控系统中的应用-28

5.1 温度控制系统-28

5.2 DCS组态-28

5.3 系统响应结果分析-31

5.4 经济性、安全性分析及对社会发展的影响-33

5.4.1经济性-33

5.4.2安全性-34

5.4.3对社会发展的影响--34

5.5 本章小结-34

第六章 总结与展望-35

6.1 总结-35

6.2 不足与展望-35

参考文献-36

致 谢-37