硅碳棒工业电炉炉内温度环境对提升产品质量起到关键作用，通过控制区内不同点的温度以满足加工工艺对温度的精度、均匀性等要求。图1所示为某一硅碳棒工业电炉温度控制系统示意图，该电炉分为8个加热区，每个加热区上下部分都设有采用晶闸管控制的电加热管，并采用热电偶测量该区不同点的温度值。控制器结合各区温度设定值和实际温度值，通过智能算法输出功率调节器的控制信号，以控制电加热管的输出功率，达到温度调节目的。模糊免疫自适应PID温度控制原理根据实践经验，工件加工质量受同区温度均匀性影响最大。为达到有效而快速控制，控制器只考虑同区电加热管的输出功率协调控制。常用的模糊PID温度控制器，以误差E和误差变化EC为输入量，完成不同环境下PID参数的自适应整定，达到温度精度的控制。考虑到硅碳棒工业电炉区内温度均匀性要求，在输入中增加同区上下两点的温度差输入量，设计三维模糊PID控制器，以协调控制同区上下两个电加热管输出功率，这样即可控制区内温度精度，又可控制区内温度均匀性。但对于模糊PID控制器而言，维数的增加使得控制器的设计及整定变得很复杂，控制响应速度变慢。为预防温度均匀性目标的控制影响温度精度目标的控制，控制策略采用两个并联硅碳棒模糊控制器完成温度的控制。当同区上下温度差气，(t)小于设置的阂值毛时，采用硅碳棒模糊控制器I完成温度精度的控制，而不考虑温度均匀性控制问题;当温度均匀性误差超出设置闭值时，采用硅碳棒模糊控制器2进行控制。在温度均匀性控制中，只考虑温度相对高的炉区部分电加热管功率输出控制，使其输出功率减少，温升速度减慢;对温度相对低的炉区部分电加热管输出控制并不改变控制策略，这样就避免了协调控制的复杂性。为减小两个控制器在切换过程中产生过度性突变，在制定模糊控制规则中要考虑过程问题。如图2所示为系统PID控制器设计原理图。控制器采用两个并联硅碳棒模糊控制器实现3维硅碳棒模糊控制器的功能，这样及达到了控制要求，又降低了运算的复杂性，提升了控制速度。http://www.zbqunqiang.cn