外环温度硅碳棒控制器设计温度外环采用阂值控制与自适应模糊PID控制相结合的控制算法。当硅碳棒电炉实际温度和设定温度值的偏差较大lel时，为了保护系统和提高加热速度，采用阂值控制实现粗调;在炉温距离设定温度值的偏差较小时，为了防止产生超调，提高控制精度，采用自适应模糊PID控制。系统误差lel取值范围对系统有较大的影响。取值过小系统会产生超调，延长调节时间。取值过大过早进入自适应模糊PID控制使加热速度降低，也会延长加热时间。根据系统特点和多次仿真和试验最后确定lel为60取值为1 _5。下面分别介绍阂值控制设计和自适应模糊PID控制。I值控制策略当温度偏差lel较大时，阂值硅碳棒控制器根据加热时间和反馈的温度值，依靠操作人员的调整经验来设定内环的控制电压。控制要确保以最大的安全的加热电流工作，在确保升温速度的同时保护晶闸管整流器和加热元件硅碳棒。该系统中温度硅碳棒控制器控制输出电压可由下列方程(4)来确定:其中，y，为输出的控制电压，单位为伏特;To是设定温度，Tl是初始温度，T是当前温度，单位为摄氏度;t是加热时间，单位为分钟。根据硅碳棒特性和实验可以得到在升温第一阶段，加热时间和输出控制电压的关系如表3.1所示，在这个阶段加热电流会渐渐增大。在第二个阶段，加热炉温度和输出控制电压的关系如表所示，这个阶段加热电流保持在最大加热电流，使炉温迅速上升。自适应模糊硅碳棒控制器的设计为了使智能控制算法便于程序实现，并满足系统的实时控制要求，采用查表法的模糊控制技术。查表法就是把所有输入量都量化到语言变量论域的元素上，并以输入量论域的元素作为输入量进行组合，求出输入量论域元素和输出量论域因素之间关系的表格，这个表格中元素的关系是按控制规则给出的，这个表格称为控制表。在模糊控制中，模糊硅碳棒控制器首先把输入量量化到输入量的语言变量论域中，再根据量化的结果去查表求出控制量。采用查表法有以下几个优点:①由于是离线计算建立控制表，故可把模糊变量论域的元素取得多一点，可以采用好的控制算法，提高控制精度;②可以使程序设计大大简化;③实时性好。查表法的关键在于制控制表，制造控制表有两种方法:一种是离线间接求取法，一种是在线直接求取法。我们采用离线间接求取法来制表。采用查表法的模糊硅碳棒控制器的结构如图3.7所示，这是一个典型的双输入，多输出的模糊硅碳棒控制器。www.zbqunqiang.cn