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在人造金刚石生产加工领域,叶腊石块是不可或缺的一种材料。叶腊石块、导电堵头和碳棒共同构成了人造金刚石合成块。叶腊石块是包裹碳棒的主要材料,主要起到传压、密封和保温的作用。碳棒合成金刚石是一个高温高压的过程,叶腊石块中水分的含量直接影响到生产过程安全。叶腊石块是由叶腊石经粉碎、过筛、混合、搅拌、封存,然后在专用的液压机上入模压制成型而成,叶腊石块水分的烘干主要通过烘烤环节完成。目前国内外对叶腊石块烘烤设备的自动化控制研究很少,现有的烘烤设备比较落后,大多采用开关式控制或者常规PID控制,温度的控制精度、稳定性和抗干扰性能都不佳。现有烘烤设备的自动化程度不高,工人的劳动强度大,生产效率低。现有的烘烤设备也缺少系统工作异常的检测与报警功能。本文首次将模糊自适应PID控制技术和卡尔曼滤波算法相结合,并应用到叶腊石烤箱温度控制系统中。本文针对现有叶腊石烤箱温控系统中存在的问题,在控制方法、硬件设计和软件设计上找到了相应的解决途径,并通过MATLAB仿真和现场实验进行了分析和验证。改进后的叶腊石烤箱温度控制系统解决了原有系统中存在的问题,提高了叶腊石块的烘烤质量和生产效率,降低了工人劳动强度,对人造金刚石生产加工领域具有很大的现实意义。控制方法方面,通过对被控对象特点和常用温度控制方法进行分析,建立了被控对象的数学模型,并将适合于叶腊石烤箱温控系统特点的模糊自适应PID控制技术应用在控制系统中,建立了模糊控制规则,完成了模糊自适应PID控制器设计,并将卡尔曼滤波和模糊自适应PID控制相结合,提高了系统的抗干扰能力。通过MATLAB对系统进行仿真分析可知,模糊自适应PID控制具有较好的控制效果,稳定性、适应性和抗扰动性能都明显优于常规PID控制,加入卡尔曼滤波算法后,系统的抗干扰能力明显增强。硬件设计方面,在完成热电偶温度采集、加热控制输出、键盘显示等基本功能的基础上,增加了加热丝和排湿风扇工作异常检测和报警电路,通过检测工作电流实现异常检测,在硬件设计上保证了叶腊石烤箱温度控制系统的可靠性和实用性。软件设计方面,完成了温度采集、键盘显示、模糊自适应PID控制、卡尔曼滤波等程序设计,此外还完成了叶腊石烤箱烘烤工艺的全自动控制,留有RS485通讯程序接口,方便将多台叶腊石烤箱与上位机组成集散控制系统。