非接触式测温主要是以物体的热辐射为基本原理,测温元件主要是以被测物体发出的辐射热为依据，从而来测出温度而不需与被测介质相接触，如辐射温度计等。这种方式原则上来讲对所测温度几乎没有要求，因为温度测量装置和被测物质两者不需触碰，所以其所能测的温度范畴比较大，而且测温也很快，对运动的东西同样也能够检测。但是，这种方法会测量误差比较大，因为它抗干扰能力差，会受到很多因素的影响，例如水汽、物体的发射率、烟尘以及被测对象与仪表两者间的距离等。

而接触式测温以热平衡原理为基础，因为要使温度测量装置和被测物质有同样状态，所以两者必须触碰。依据这个方法测温的在日常生活中有很多，尤其在工业生产过程中更是随处可见，常见的包括热电偶温度计等。虽然这种方法测量过程中会产生滞后现象，但是其测量简单，而且精度也比较高。

综合考虑，最后决定采用接触式中的热电偶传感器对窑炉温度进行采集，然后以温度测量的范围为依据，选择合适的热电偶传感器。一般而言，其测量范围大约在-50℃和1600℃之间，精度为±（1%-5%）。

热电偶传感器的工作原理：整个通路内有两种有差异的导体，分别为A和B，若两个触碰端的所测得的温度满足，通路内就会出现热电效应，从而出现热电势。用函数可以这样表示：。

图2-1 热电偶测温原理图

2。3 系统组成

在陶瓷生产过程中会受很多因素影响，主要是温度、压力等，而其中对温度的控制最为关键。陶瓷从入炉到出炉有多个回路来控制其温度，然后通过一个调节阀来实现对输入到烧嘴的燃料量的控制, 然后炉内的温度就可以得到控制了。

窑炉中喷嘴口的温度受到多个因素的干扰，正常运行时，对温度影响最大的就是燃气，而传送速度和助燃风相对而言较稳定，因此所设计的控制系统，最主要要解决的问题就是如何调节燃气排量，这就需要控制燃气控制阀的开度，这样就实现了对喷嘴口温度的控制[4]。

整个系统的结构框图如图2-2：

图2-2 窑炉温度控制系统的结构框图

2。4 小结

本章主要对窑炉温度的采集和控制系统的结构进行了详细介绍。窑炉是一种复杂的，具有大迟滞及许多不确定因素的非线性系统，本文的研究对智能调控理论的发展和过程控制的发展都有很大的意义。

第三章控制算法研究

目前，随着现代工业的发展，模糊控制和预测控制已经广泛应用在工业过程中，但是在很多时候如果只是采用其中一种控制技术很难达到预期的控制效果[5]。因为实际的工业过程中，许多控制对象含有不确定因素，如非线性、时滞性等，而模糊控制与预测控制对不确定的系统都能有效地控制，而且各有其优点。因此人们开始尝试着利用它们各自的优点来结合这两种算法，从而能够更好地控制一些复杂过程。很多人都在朝着这个方向研究，也有许多成功的例子，本文将把模糊预测控制运用到工业窑炉的控制中，然后用仿真比较来说明其控制效果。

3。1 预测控制

随着工业的迅速发展，预测控制逐渐开始得到应用，受到人们越来越多的关注。预测控制依据过去以及未来预期所要达到的值来减小两者的差值，来使系统所能达到的效果加以改善。预测控制以滚动优化和反馈校正为实现方法[6]，以预测模型为基础，使受控对象的一些不可控干扰的影响降低，以使所能达到的效果能够令人满意。

预测控制的主要结构组成如图3-1所示。