基于Matlab/Simulink的工业炉温度控制方法研究开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

工业炉作为工业生产中重要的热加工设备，广泛应用于冶金、化工、建材等领域。

温度是工业炉运行过程中最重要的控制参数之一，直接影响产品的质量、生产效率和能耗。

因此，对工业炉温度控制的研究具有重要的理论意义和实际应用价值。

2. 本选题国内外研究状况综述

#国内研究现状国内学者在工业炉温度控制领域开展了大量研究工作，取得了一系列成果。

主要集中在以下几个方面：1.工业炉数学模型研究:建立了各种类型的工业炉数学模型，如基于机理分析的传热模型、基于数据驱动的黑箱模型和灰箱模型等。

2.先进控制策略研究:将pid控制、模糊控制、预测控制、神经网络控制等先进控制理论应用于工业炉温度控制系统，以提高控制性能。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

#主要内容本课题将针对工业炉温度控制问题，利用matlab/simulink软件进行建模与仿真研究。

主要研究内容包括：1.工业炉温度控制系统建模:分析工业炉的传热机理，建立基于热力学原理的数学模型，并利用simulink搭建仿真模型。

2.pid控制方法研究:设计pid控制器，并采用试凑法、ziegler-nichols方法等对pid参数进行整定，利用simulink进行仿真实验，分析pid控制系统的性能。

4. 研究的方法与步骤

本课题将采用理论分析、模型建立、仿真实验和结果分析相结合的研究方法，具体步骤如下：
1.文献调研阶段:查阅国内外相关文献，了解工业炉温度控制系统的研究现状、发展趋势和常用方法，为课题研究奠定理论基础。

2.系统建模阶段:分析工业炉的传热过程和控制要求，建立基于热力学原理的数学模型，并利用matlab/simulink软件搭建仿真模型。

3.控制器设计阶段:研究pid控制、模糊控制以及pid与模糊控制结合的方法，设计相应的控制器，并确定控制器的参数。

5. 研究的创新点

本课题的创新点在于：1.将模糊控制与PID控制相结合，设计模糊PID控制器:针对传统PID控制在处理非线性、时变性系统时存在不足的问题，引入模糊控制，设计模糊PID控制器，以提高控制系统的鲁棒性和自适应能力。

2.基于Matlab/Simulink构建工业炉温度控制仿真平台:利用Matlab/Simulink软件强大的建模和仿真功能，构建工业炉温度控制仿真平台，可以方便地对不同控制方法进行仿真实验，并对仿真结果进行分析，为工业炉温度控制系统的优化设计提供参考。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 王立新,刘波.基于matlab/simulink的二阶系统的pid控制仿真研究[j].自动化与仪器仪表,2020(1):172-174 178.

[2] 孙宁,郭庆鼎,张宏伟.基于模糊pid的工业电炉温度控制系统研究[j].自动化与仪器仪表,2019(12):106-109.

[3] 张晓飞,张亮,王立峰.基于模糊pid的工业电炉温度控制系统设计[j].冶金自动化,2018,42(6):58-61.