3。3。1模糊预测控制 21

3。4 小结 22

第四章 系统研究及仿真 23

4。1工业窑炉的数学模型 23

4。1。1最小二乘系统辨识 23

4。2系统仿真 25

4。2。1基于模糊预测控制算法的仿真 25

4。2。2模糊预测算法与PID控制算法仿真比较 27

4。3小结 31

结论及展望 32

致谢 34

参考文献 35

第一章绪论

1。1研究背景与意义

随着科学研究的深入，系统控制技术在快速的发展，随之工业过程中的一些受控对象也变得越来越复杂，主要有很强的不确定性。而工业窑炉就是一种很常见的工业过程控制对象，其温度控制在工业生产过程中尤为重要，因为其温度控制的效果直接会影响最后产品的质量。但是另一方面因为其温度具有大惯性，纯滞后，时变性，很难用一种精确的模型来表示，而采用本文研究的模糊预测控制对一些具有不确定性、纯滞后、时变性等特点的非线性系统控制效果比较好。

目前，预测控制已与很多技术联系起来了，这使其解决一些复杂过程的效果进一步得到加强，同时也开阔了其使用范围，这也反映了这项技术的应用潜力是巨大的。同时，这种思想和人类的控制思想更加接近，这在一定程度上能够进一步提高系统控制的效果，因此，这是一个很有吸引力的研究发展方向。综上所述，本文研究的模糊预测控制不管是在控制技术发展领域还是在窑炉生产过程中都是非常有意义的。

1。2研究现状及存在的问题

1。3 本文的主要内容

第一章：首先阐述了选题的研究背景与意义；接着论述了如今温度控制的发展状况和出现的一些问题。

第二章：分析了窑炉温度控制系统的运行机制及其构成，其中包括窑炉温度的获取方法以及系统的关键构成部分。

第三章：分别对模糊控制和预测控制的运行机制以及实现方法做了简要的介绍，同时阐述了一种把两者相融合的算法，并详细说明其实现原理。

第四章：介绍系统辨识，并用模糊辨识的方法建立窑炉数学模型，然后将本文提出的模糊预测控制算法运用到整个系统中；最后用MATLAB仿真，并与传统的PID控制进行比较与分析。

第二章系统工作原理及分析

2。1 引言

针对窑炉温度的调控, 得攻克多种因素的影响，如延时性和一些环境的干扰等。由于存在很多不稳定的因素，所以工业窑炉的温度控制效果都不是很满意，这对陶瓷产品的质量有极大影响。以前，大部分窑炉温度控制系统主要采用PID算法来实现控制，虽然这种方法可靠性高，鲁棒性也比较好，但如果要控制大时滞的对象效果就欠佳了。而本文采用的模糊预测控制算法，将两种方法进行了很好的互补，因此能够实现对很多复杂过程的调控。而要完成整个系统的设计，首先要解决的问题就是选择合适的输入变量，所以就要分析影响窑炉温度的因素，然后进行分析比较选择合适的方法来实现对窑炉温度的检测。下面就将对窑炉温度的检测和系统的组成做一下具体分析。

2。2 窑炉温度的检测

能够准确测量窑炉内温度对能否达到预期效果至关重要。但是，目前温度检测的方式不尽其数,就仅仅从检测物体是否和被测物质相接触,就可以分为接触式与非接触式两种[3]。