PLC的锅炉温度模糊PID控制设计仿真+文献综述(4)
虽然温度控制系统在国内各行各业应用非常广泛，但从我们国内所生产的温度控制器来说，总体发展较一些发展强国还相对落后，像同德国、日本、美国等先进国家相比差距非常大。目前，我国在这方面总体水平相对较为落后，产品主要以“点位”控制及常规的PID控制器为主，但它只能适用于一般的温度系统的控制，较难控制具有滞后、复杂、时变的系统 [3]。生产出能适应于要求比较高的控制场合的智能化、自适应控制仪表，目前国内的发展水平还较难达到。
随着科学技术的不断发展以及工业生产控制系统的发展需要，温度控制系统的控制效果越来越受到重视。所以，高精度、智能化、人性化的温度控制系统是国内外必然发展趋势。
1.3 锅炉温度系统的发展概况
锅炉温度控制作为过程控制的一个典型，动态特性具有大惯性大延迟的特点，而且伴有非线性。在锅炉温度控制系统中，电加热锅炉是过程工业中常用的设备，其温度控制也是过程控制的一个重点。然而，电加热锅炉因其具有大时滞、非线性、难以建立精确数学模型等特点，采用常规PID控制难以达到很好的控制效果。
电锅炉是将电能直接转化为热能的一种能量转换装置。其工作原理与传统意义上的锅炉相似，从结构上看也有“锅”和“炉”两大部分。“锅”是指盛放热介质(一般是水)的容器，而“炉”这里指加热水的电热转换元件。国内外生产的电锅炉有很多种型式，从整体结构上分有立式、卧式、多单元式等；从传热介质上分有热水锅炉、蒸汽锅炉和有机载体锅炉；从电加热原理上可分为电热管式、电热棒式、电热板式、电极式和感应式等；从供热方式上有直热式和蓄热式等[4]。
目前在国内，锅炉温度控制系统一般采用开关式的控制，甚至还有用人工控制的方法。如果采用这些控制方法，系统的稳定性将大大降低，超调量将增大，而且如果它周围的环境发生变化，它的响应较慢。同时，因为控制时要经常切换开关，所以它对电网的冲击很大，并使系统的使用效率大大降低，减少锅炉使用寿命。因此，开发一种理想的锅炉温度控制方法，对提高温度系统的使用效率，控制效果具有重要的意义。
1.4 PID控制的发展概况
PID控制策略是最早发展起来的控制策略之一，PID控制也是迄今为止最通用的控制方法。现今使用的PID控制器产生并发展于1915-1940年。期间，尽管自1940年以来，许多先进的控制方法不断的推出，但由于PID控制具有结构简单、鲁棒性好、可靠性高、参数易于整定等特性，PID控制器在工业控制中仍然得到广泛的应用，许多工业控制器仍然采用PID控制器 (至今在全世界过程控制中用的84%仍是纯 PID 调节器，若改进型包含在内则超过90%)[5]。
随着现代控制技术的飞速发展，越来越多的研究人员正努力改善PID控制的性能。通过他们多年的努力，研究出了许多改善PID控制性能新方法。例如：
（1） 专家PID控制：专家控制(Expert Control )的实质是基于受控对象和控制规律的各种知识，并以智能的方式利用这些知识来设计控制器。利用专家经验来设计PID参数便构成专家PID控制；
（2） 遗传PID控制：用遗传算法对PID控制参数进行整定和优化，构成遗传PID控制；
（3） 神经PID控制：运用神经网络技术对PID控制参数进行整定，构成神经PID控制；
（4） 模糊PID控制：模糊控制技术与PID控制结合构成模糊PID控制；
（5） 灰色PID控制：灰色系统理论与PID控制结合进行系统控制构成PID控制[6]。