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本文主要研究了工业过程中广泛存在的时滞控制问题的解决方法。分析了三种先进PID控制算法，并对三种算法进行仿真以验证其控制效果。着重研究了过程控制中被广泛采用的DMC算法，并提出其改进方案，仿真研究证明其有效性。在理论研究基础上，针对电加热器对象设计并实现了一个温度控制系统。具体内容如下： 1、改进PID算法。虽然纯PID控制不能很好的解决大时滞问题，但由于PID本身固有的诸多优点，仍有许多学者提出改进的PID算法。本文对应用或研究较多的三种先进PID控制方法进行分析及仿真。三种算法即：基于内模的PID(IMC-PID)、预测性PI(PIP)、模糊PID(FUZZY-PID)，仿真研究证明了三种算法构成的控制器都具有优于传统PID及Smith预估控制器的控制效果。 2、DMC算法及其改进。DMC算法广泛应用于工业过程中并被证明是克服滞后的有效方法。文中介绍了非参数模型及状态空间模型的DMC算法。同时指出，传统DMC算法计算时间较长，所需的存储空间大，故不适用于要求快速性或存储容量小的实际对象(如单片机系统)。由此引出单值DMC算法，但单值DMC在抗干扰和鲁棒性方面却有着令人遗憾的缺陷。故本文在单值DMC的基础上，提出状态空间双值DMC算法，该算法保留了单值算法计算速度快，占用存储空间较小 摘要 的优点，同时充分发挥DMC算法简单，鲁棒性较强，适用于有纯时 延系统的优点。仿真研究证明了这种改进的算法的优点。3、针对电加热器对象设计并实现了一个温度控制系统。该系统由MCS 一51系列单片机构成，采用汇编语言及C语言混和编程，由于电 加热器的大滞后特性，控制算法采用双值DMC。把该算法用于控制 实验室电加热器具有较好的控制效果。为便于比较，编制模糊PID 程序并进行实控，结果表明双值DMC算法与模糊P功有相当的控制 效果。最后给出了所实现的温度控制系统的软、硬件构成及其具体 的设计方案。