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真空回火炉系统调节时间短振荡很微小

2019-12-02

       针对粉末冶金真空回火炉时变性、大滞后、非线性的特点,采用PID 控制效果不理想,选用了模糊控制算法。建立了PID 控制和模糊控制仿真模型,进行了对比,结果表明,采用模糊控制后,系统响应速度很快,达到稳态时间仅为3.2 s,不存在超调量,稳态误差为1.2℃,稳态精度很高;系统仿真输出与给定输入波形较接近,系统调节时间短,很快进入稳定状态,且振荡很微小。模糊控制优于传统PID 控制,能够满足粉末冶金真空烧结炉温度的控制要求。
       粉末冶金真空烧结炉是一个时变性、大滞后、非线性加热系统,由于其本身物理、化学机理的复杂性,影响因素众多,难以获得精确数学模型。当参数变化较大、控制精度要求较高时,一般PID 控制效果很难令人满意。模糊控制不需要系统给出精确的数学模型,根据人的实际经验制定控制规则,做出控制决策表,系统根据决策表进行控制,特别适合烧结炉这类复杂的工业生产对象。烧结过程中影响制品质量的主要因素是烧结温度和烧结时间,特别对温度的要求十分苛刻,最大温差一般不允许超过给定值的±3℃~5℃,因此必须加以严格控制。本文对烧结带中的温度采用了模糊控制并进行了仿真。
       科学技术的不断提高也促使材料领域的不断发展,在航空、航天、军工、能源、化工等领域一些特种材料、新材料得到了广泛的应用。而真空热处理技术在这些特种材料、新材料的生产制造过程起着越来越重要的作用。本文所述立式高温真空烧结炉主要适合于硬质合金、陶瓷材料、磁性材料、多孔材料等的真空烧结,能够满足各种耐高温氧化零件表面涂层的烧结要求,是为国内某航天军工企业研制的航天装备专用设备,主要由真空系统、炉体、底炉门平移与锁紧机构、封闭式水系统、加热电源系统及电气自动控制系统等组成。
       高温烧结炉控制系统,是根据多年对各类真空炉控制设计、调试实践的基础上,依据计算机控制系统的体系结构,充分利用智能仪表、智能控制器、高端PLC 通讯协议的开放性及其与第三方组态软件的兼容性,运用先进的计算机网络技术,进行了分层、模块化的设计,且控制层中设备的数量可增减,系统组网简单灵活,二次开发无需大量工作。

(真空回火炉)

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