微機(jī)模糊控制在TIG逆變電源中設(shè)計(jì)

2.1.3 語言變量的隸屬函數(shù)

三個(gè)語言變量分別對(duì)應(yīng)三個(gè)模糊集、和。鑒于計(jì)算上的方便，把、和劃分為７個(gè)模糊子集，它們分別是NL、NM、NS、O、PS、PM、PL，每個(gè)模糊子

集的論域?yàn)閇-6,6]，語言變量的隸屬函數(shù)形狀對(duì)控制性能影響不大，故取三角形的分布函數(shù)，則E、EC和U從屬于每個(gè)模糊子集的隸屬函數(shù)如表１和表２所示。

2.2 模糊推理

模糊控制器依據(jù)的模糊推理規(guī)則是模糊控制器的核心，模糊推理規(guī)則主要以人的控制經(jīng)驗(yàn)和控制思想為依據(jù)，本系統(tǒng)采用的電流推理規(guī)則為：當(dāng)誤差為正大時(shí)，選擇控制量以盡快消除誤差為主，而當(dāng)誤差較小時(shí)，以系統(tǒng)穩(wěn)定為主要出發(fā)點(diǎn)，選擇控制量盡量防止超調(diào)；

反之亦然，根據(jù)這一推理規(guī)則，便可獲得相應(yīng)的控制策略，即對(duì)于每一對(duì)輸入量和就可得到一個(gè)相應(yīng)的輸出量，見表３。

2.3 模糊判決

從上述模糊推理規(guī)則的輸出可以看出，仍是一個(gè)模糊量，必須將該模糊量經(jīng)過模糊判決轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的精確控制量U。模糊判決的方法有很多，這里采用重心法解模糊量為精確量，其計(jì)算公式如下：

應(yīng)用模糊推理的合成算法可以算出最終的控制作用表，見表４所列，這樣，在模糊控制過程中，由一組實(shí)際的輸入量e和ec，經(jīng)過量化后，便可得出一個(gè)控制量，因此本系統(tǒng)根據(jù)13個(gè)e和13個(gè)EC相應(yīng)得到一個(gè)13*13的控制表。

2.4 離線控制表

由于總控制表的計(jì)算工作量較大，且計(jì)算時(shí)間較長，為加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度，先將上述控制表采用離線計(jì)算形式，即轉(zhuǎn)換為表５，八位數(shù)字量的最高位設(shè)為符號(hào)位，把離線表先寫入微機(jī)的存儲(chǔ)器中，在實(shí)時(shí)控制中，只需通過查表的形式，便可獲得實(shí)時(shí)的控制量。

３ 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)可分四個(gè)部分：焊前準(zhǔn)備，引弧控制、焊接階段控制、收弧控制，焊接階段控制主要是模糊控制，其程序流程見圖３，為了加快控制過程，縮短過渡時(shí)間，在程序中分兩個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行，當(dāng)電流偏差大于A門限值時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入加速控制過程，讓信號(hào)迅速逼近給定值；當(dāng)偏差小于等于A門限值時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入模糊控制環(huán)節(jié)，根據(jù)偏差和偏差變化率，量化后查詢模糊離線總控制表，取出控制量的增量，然后進(jìn)行控制，A的大小由經(jīng)驗(yàn)得出。

（１）模糊控制作為一種新型的智能控制法，在焊接電弧電流的控制中能獲得良好的控制效果，具有控制精度高、無超調(diào)、動(dòng)態(tài)品質(zhì)好和魯棒性強(qiáng)的特點(diǎn)。

（２）采用單片機(jī)控制系統(tǒng)在滿足電弧電流模糊控制的要求下，具有成本低、控制靈活、可*性高的特點(diǎn)。