基于模糊控制的客車烘房溫控儀
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3．2 模糊推理
根據(jù)操作者手動控制經(jīng)驗(yàn)，本機(jī)采用以下形式制定規(guī)則，形如：“if A and B then C”。可得出20條模糊語句構(gòu)成的控制規(guī)則。本系統(tǒng)采用了最大最小推理法，運(yùn)算流程為：對應(yīng)某個控制規(guī)則，分析條件時，把當(dāng)前規(guī)則中的，e和ec兩個隸屬度值的大小進(jìn)行比較，取小值。取小之后的值存放到名為“val”的變量中。條件檢測結(jié)束后，開始估計(jì)結(jié)果，模糊控制函數(shù)通過比較“val”和當(dāng)前輸出的參考輸出值來得出結(jié)果，取大值，作為的輸出值。一旦結(jié)果分析完畢，開始一個新的規(guī)則查詢。通過遍歷規(guī)則基數(shù)組進(jìn)行估計(jì)，當(dāng)遍歷完所有規(guī)則后相應(yīng)的輸出被保存在相應(yīng)的數(shù)組中，用來解模糊。
3．3 逆模糊化
對于單片機(jī)系統(tǒng)，考慮簡化逆模糊處理的數(shù)學(xué)過程，解模糊化采用了重心法。溫度輸出控制為U，劃分為5個變量等級(PB，PS，O，NS，NB)，輸出U隸屬度函數(shù)采用單點(diǎn)法表示，每個輸出隸屬度函數(shù)用一個字節(jié)的單點(diǎn)值，存放在AT93C66中，以此作為參數(shù)，調(diào)整系統(tǒng)的輸出。
3．4 模糊與積分混合控制
由于以上基本模糊控制器只考慮對象的輸出誤差和誤差變化率，相當(dāng)于非線性PD調(diào)節(jié)器，加上其自身的多級繼電器特性，所以它在本質(zhì)上無法消除穩(wěn)態(tài)余差，且易產(chǎn)生極限環(huán)振蕩。本系統(tǒng)加入了積分環(huán)節(jié)。
考慮本系統(tǒng)控制參數(shù)變化范圍不大，可采用雙模態(tài)分段控制算法進(jìn)行控制，即當(dāng)偏差大于某個閾值時用模糊控制，以提高系統(tǒng)阻尼性能，減小響應(yīng)超調(diào)。偏差在小于某閾值時，引入積分環(huán)節(jié)。一般應(yīng)在系統(tǒng)進(jìn)入“穩(wěn)態(tài)”后加入積分器。
積分環(huán)節(jié)的引入，不僅要考慮引入的結(jié)構(gòu)方式，還應(yīng)該考慮引入的時機(jī)，因?yàn)槌Ｒ?guī)積分控制作用有一個很大的缺點(diǎn)，就是積分作用的滯后效應(yīng)。在偏差向著減小方向變化時，引入積分，對系統(tǒng)的動態(tài)品質(zhì)不利，容易產(chǎn)生小范圍的持續(xù)振蕩和積分飽和現(xiàn)象，這些實(shí)質(zhì)上都是由于加入的時機(jī)不恰當(dāng)造成的。針對常規(guī)積分控制作用的上述缺陷及產(chǎn)生的根本原因，應(yīng)在系統(tǒng)進(jìn)入“穩(wěn)態(tài)”后加入積分器，可以根據(jù)偏差及偏差變化趨勢來改變積分器的作用，僅當(dāng)在偏差向著增大方向變化時，積分起作用，抑制偏差繼續(xù)增大，并可改善穩(wěn)定性能。模糊積分引入方式見圖3，是由一常規(guī)積分器與二維模糊控制器相關(guān)聯(lián)構(gòu)成。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/163390.htm
常規(guī)積分控制器輸出Ui=KI∑ei和二維模糊控制器輸出Uf相疊加，作為其總輸出，即：Un=Ui+Uf，因引入了積分環(huán)節(jié)，本控制器可消除穩(wěn)態(tài)誤差，消除極限環(huán)震蕩。
4 結(jié) 語
本溫度控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，使用的主要芯片為AT89C55WD，ICL7135，AT93C66，CD4512。軟件實(shí)現(xiàn)容易、編程量小、控制精度高、性能穩(wěn)定。由于采用在系統(tǒng)可編程技術(shù)的單片機(jī)，該系統(tǒng)可在正常工作下進(jìn)行調(diào)試，只需設(shè)定不同的參數(shù)，即可應(yīng)用于不同的工作環(huán)境。該溫控儀樣機(jī)在揚(yáng)州亞星客車烘房做了試驗(yàn)，結(jié)果表明可在一定程度上提高產(chǎn)品的涂裝表面質(zhì)量和生產(chǎn)效率。
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