基于自抗擾控制算法的黑體源溫控系統(tǒng).pdf

1、現(xiàn)階段，實驗室電加熱黑體爐的控溫系統(tǒng)一般采用傳統(tǒng)PID控制算法，但是傳統(tǒng)PID控制算法仍然存在一些缺陷，特別是升溫速率與超調之間的矛盾使系統(tǒng)在控溫時出現(xiàn)大超調、響應時間長且不穩(wěn)定等問題，同時，電加熱黑體爐作為被控對象，它自身具有非線性、大時滯和慣性大等特性，導致傳統(tǒng)PID控制算法對電加熱黑體輻射源進行控溫時出現(xiàn)控溫曲線超調且控溫穩(wěn)定時間較長等問題，很難對電加熱黑體爐進行非常精確有效的控制。
　　本文提出了基于自抗擾控制算法的黑體爐

2、溫控系統(tǒng)的設計方法。首先，本文對當前比較普遍的PID控制算法做了一些介紹，并通過比較分析兩種算法之間的特性，本文最終確定采用自抗擾控制算法，自抗擾控制算法理論完善，算法簡單，同時自抗擾控制算法不依賴精確的數(shù)學模型，且它是由微分跟蹤器（TD）、狀態(tài)擴張觀測器（ESO）、非線性狀態(tài)誤差反饋率（NLSEF）三部分組成。隨后，用MATLAB仿真軟件對自抗擾控制算法與傳統(tǒng)PID控制算法進行了仿真并比較了兩種算法的控溫能力，通過MATLAB的仿真分

3、析之后，驗證了自抗擾控制算法在電加熱黑體爐溫控系統(tǒng)中的可實施性。最后，我們通過利用一種可圖形化的編程軟件LabVIEW編寫了基于自抗擾控制算法的電加熱黑體爐的溫控系統(tǒng)，系統(tǒng)功能主要包括：控溫、電阻傳感器的數(shù)據(jù)采集、報警等功能。之后，利用臨界比例度法和經驗公式法確定了電加熱黑體爐的數(shù)學模型以及相關參數(shù)，從而能夠對自抗擾控制算法進行實時的調試。在實時調試過程中，控溫系統(tǒng)將熱電阻傳感器實時采集的溫度值與設定值比較，所得差值作為控制模塊的輸入。