由于加热炉这类对象使用方便，可以通过调节输出功率来控制温度，进而得到较好的控制性能，故在冶金、机械、石油、化工、热力、电力等工业生产领域中得到了广泛的应用。然而加热炉控制系统的工作质量直接影响着锅炉的正常生产，它决定了电厂等工业基地能否安全、经济、高效的进行生产。在一些工业过程控制中,工业加热炉是关键部件,炉温控制精度及其工作稳定性已成为产品质量的决定性因素。加热炉温度的控制效果在发电、供热、炼油、炼铁、炼钢等工业及民用部门中是非常重要的技术指标。在产品的工艺加工过程中，温度有时对产品质量的影响很大，温度检测和控制是十分重要的，这就需要对加热介质的温度进行连续的测量和控制。例如，在冶金工业中，加热炉内的温度控制直接关系到所冶炼金属的产品质量的好坏，温度控制不好，将给企业带来不可弥补的损失。为此，可靠的温度的监控在工业中是十分必要的。

另外，随着我国经济的迅速发展，能源短缺已成为制约我国工业发展的重要阻碍，社会各界都对此积极关注。目前面向节能降耗、提高产品质量和产量设计的加热炉工程控制计算机系统已广泛的应用于现代冶金企业的加热炉生产控制中，设计一套完善可行的加热炉炉温控制系统有其巨大的经济价值、环保意义。

如今在国外，加热炉的控制已经基本上实现的计算机自动控制，在控制方法上都采用了现代控制理论中的最优控制，多变量频域，模糊控制等方法。因此，加热炉的热效率很高，运行平稳，而且减少了对环境的污染。在国内，由于经济技术条件的限制，中小企业加热炉设备水平一直比较落后。加热炉的自动化控制已经成为一个热门领域，利用单片机，可编程控制器，工业计算机以及通过引进国外控制设备开发的各种控制系统，已经逐渐应用于对原有加热炉的技术改造中，并向与新建炉体配套的方向发展，许多新的控制方法，诸如最优控制，自适应控制，模糊控制，神经网络控制，专家控制等自动控制的最新成果也在加热炉自动控制中得到了尝试和应用。为了进一步改善加热炉操作状况，降低能耗，确保安全运行，减少对大气的污染，同时随着人工智能理论的发展成熟，智能控制技术的大规模应用，对新一代加热炉计算机优化控制系统的开发和应用已势在必行且条件成熟。

2. 研究的基本内容与方案

熟悉MATLAB系统及系统仿真方法，熟悉SIMULINK工作环境及特点，熟悉控制线性系统仿真常用基本模块的用法，掌握SIMULINK的建模及仿真方法，掌握SIMULINK子系统模块化及封装技术熟悉SIMULINK对复杂控制系统仿真时常用的用法；

分析电加热炉的传递函数形式，电加热炉的温度控制是典型的过程控制，由于传热问题的复杂性，电加热炉系统具有非线性，时变性，大滞后，不对称等特点，但在工作点附近的小范围内，加热炉的动态特性可看成近似线性。在控制过程中，为了方便，需要简化近似；

掌握常用控制方法的原理，包括神经网络预测控制，PID控制，预测模糊PID控制等； 在MALTAB环境下对电加热炉仿真；分析各控制算法的效果。

希望能通过毕业设计，掌握过程控制系统的组成和工作原理，基本概念和分析方法，并具备构造，调试和工程设计自动控制系统的能力，了解闭环系统的静，动态特性分析方法及工作原理，掌握基于一阶时延，二阶典型系统的工程设计方法，掌握工作原理与工程设计方法，并熟悉掌握PID参数的整定方法，培养科学的实事求是的工作方法，提高查阅资料，语言表达能力和理论联系实际的技能

[1] 薛美盛等. 神经网络预测控制在加热炉炉温控制中的仿真研究[J].化工自动化及仪表，2018.8

[2] 张少杰. 基于PID的电热炉温度智能控制系统设计[J]. 自动化应用，2018.6

[3]于海生. 微型计算机控制技术.北京： 清华大学出版社,1999.