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摘要：温度控制在现代自动化工业现场非常普遍：比如在冶金、化工、建材等各类现代工业中，均广泛使用反应炉、加热炉等设备，这类设备在工作过程中往往需要对其温度进行准确的测控。常规的温度控制算法往往是采用PID等基本过程的控制算法，但是PID往往难以达到很多场合对于控制速度、精度等方面的要求。尝试使用遗传算法来进行温度控制，并进行了Multisim仿真分析。仿真结果证明新的算法，其控制效果改进明显。
关键词：温度控制；PID算法；遗传算法；Multisim仿真
1004373X（2012）18001603
引言
温度控制系统在现代工业中极为常见，一般是作为一个庞大系统的子系统而出现的，大多传统的方法是采用PID算法。但是PID算法有着明显的弱点：若比例系数过小，则系统反应呆滞，而比例系数增大，虽然能适当提高系统灵敏度，却同时引起系统衰减振荡次数增多，延长系统的调节时间；对于积分系数的调节，也有类似的问题，因为积分的意义主要是克服静态误差，可积分作用的加入同时会使系统的动态性能变坏；尽管可以利用微分的作用，来适当改善系统的动态性能，可是在特定情况下，微分也可能使系统的动态性能变得更坏。
鉴于此，本文考虑使用遗传算法来代替常规的PID算法，实现温度的测控。遗传算法，是一种基于群体策略类型的算法，它通过对较优群体基因的共享，使得整个群体逐步向最优的山谷（山峰）聚集。进化策略，按照（μ，λ）的规则来看，则要求各个位置的点各自向多个方向搜索，并在总体结果取排名靠前的一群作为下一次的起始搜索点
1系统硬件结构
系统整体硬件结构如图1所示。图中的热电偶感知烘烤炉的温度并将其转换为电信号，该电信号经过滤波、整形放大，再由CD4050进行电平转换，才可交给A/D转换器处理。A/D转换器的结果作为CPLD的输入信号，也是遗传算法的输入参数，为了提高整个系统的实时处理速度，将整个遗传算法交给CPLD来实现。单片机则根据CPLD的处理结果，实时更新PWM波形的占空比，进而实现电炉丝实时加热功率的调节和控制[4]。
需要强调的是，CPLD不仅仅是遗传算法的实现器件，还是A/D转换器与单片机之间的连接接口器件。为了清晰起见，CPLD、单片机以及A/D转换器三者之间的连接关系如图2所示[5]。
关键词：温度控制；PID算法；遗传算法；Multisim仿真
1004373X（2012）18001603
引言
温度控制系统在现代工业中极为常见，一般是作为一个庞大系统的子系统而出现的，大多传统的方法是采用PID算法。但是PID算法有着明显的弱点：若比例系数过小，则系统反应呆滞，而比例系数增大，虽然能适当提高系统灵敏度，却同时引起系统衰减振荡次数增多，延长系统的调节时间；对于积分系数的调节，也有类似的问题，因为积分的意义主要是克服静态误差，可积分作用的加入同时会使系统的动态性能变坏；尽管可以利用微分的作用，来适当改善系统的动态性能，可是在特定情况下，微分也可能使系统的动态性能变得更坏。
鉴于此，本文考虑使用遗传算法来代替常规的PID算法，实现温度的测控。遗传算法，是一种基于群体策略类型的算法，它通过对较优群体基因的共享，使得整个群体逐步向最优的山谷（山峰）聚集。进化策略，按照（μ，λ）的规则来看，则要求各个位置的点各自向多个方向搜索，并在总体结果取排名靠前的一群作为下一次的起始搜索点
摘自：学年论文格式www.udooo.com
。那么在比较的过程中，全局的信息起到了甄别位置优劣的作用[23]。1系统硬件结构
系统整体硬件结构如图1所示。图中的热电偶感知烘烤炉的温度并将其转换为电信号，该电信号经过滤波、整形放大，再由CD4050进行电平转换，才可交给A/D转换器处理。A/D转换器的结果作为CPLD的输入信号，也是遗传算法的输入参数，为了提高整个系统的实时处理速度，将整个遗传算法交给CPLD来实现。单片机则根据CPLD的处理结果，实时更新PWM波形的占空比，进而实现电炉丝实时加热功率的调节和控制[4]。
需要强调的是，CPLD不仅仅是遗传算法的实现器件，还是A/D转换器与单片机之间的连接接口器件。为了清晰起见，CPLD、单片机以及A/D转换器三者之间的连接关系如图2所示[5]。