PDF《！＂在自适应模糊 *+, 温度控制器中的应用》

!"在自适应模糊 *+, 温度控制器中的应用 刘文慰, 葛锁良 (合肥工业大学电气与自动化工程学院,安徽省合肥市 !"###$) 【摘% 要】 % 介绍了以 单片机为核心的自适应模糊 ,-.

温度控制器的设计, 并将其应 用到制袋机温度控制上.该系统具有线路简单、 性能可靠的特点, 在实际中已成功应用. 关键词: 温度控制器,单片机,模糊控制,自适应,,

-. 控制 中图分类号: '/*0+,',!+1 收稿日期: !##"2#(2!+ '- 引- 言 温度是工业生产和科学实验中的重要参数之一, 具有非线性、 强耦合、 时变、 时滞等特性.在化工、 冶金、 工业炉窑等工业生产中, 对温度的控制直接影响到 许多产品的质量及使用寿命.本系统应用于制袋机 中, 温度是一个大的滞后系统, 且受多种因素的影响, 这些因素的变化范围虽然不大, 但它们是不确定的, 所 以采用自适应模糊 ,-. 控制.自适应模糊 ,-. 控制系 统能在控制过程中对不确定的条件、 参数、 延迟和干扰 等因素进行检测分析, 采用模糊推理的方法实现 ,-. 参数 !,、 !- 和!. 的在线自整定, 不仅保持了常规 ,-. 控制系统原理简单、 使用方便、 鲁棒性较强等优点, 而 且具有更大的灵活性、 适应性, 控制精度更好 [+] . )- 模糊温度控制器的工作原理 首先, 通过

1 个拨码盘设定想要控制达到的温度, 其中前 " 位依次为百位、 十位、 个位, 最后 + 位为小数 点后的一位.单片机上电复位后, 程序开始运行. ),3 通过 &4 . 转换器 '5)+*1" 显示采样得到的温度, 温度显示部分通过

1 个数码管显示.温度采样全部在 中断程序中进行.每隔固定的时间, ),3 读入采样得 到的温度并进行处理.控制器采用自适应模糊 ,-. 控制, 具体实现是 ),3 对采样得到的温度进行处理后, 得出相应的误差和误差变化率, 然后通过查询模糊决 策表取得控制量, 再经计算得出控制输出量, 从而去控 制固态继电器的导通和关断, 来改变交流电的导通时 间, 达到稳定控制温度在给定值的要求. 实际应用中, 温度远未达到给定要求的温度时, 为 保证最大的升温速度, 采用全功率升温, 所以要全速加 热, 接近给定要求的温度时才采用自适应模糊 ,-. 控制.本系统在

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7 8时才采用模糊控制. 单片机自适应模糊 ,-. 温度控制系统的电路原理 如图 + 所示. 图)- 温度控制电路原理 &- 自适应模糊 *+, 控制系统结构与设计原则 &. )- 自适应模糊 *+, 控制系统结构 自适应模糊 ,-. 控制系统结构主要由参数可控式 ,-. 和模糊控制系统两部分组成, 其结构如图 ! 所示. 参数可控式 ,-. 完成对系统的控制, 模糊控制系统实 现对 ,-. 的"个参数的自动校正. 图&- 自适应模糊 ,-. 控制系统框图 - 通常, 数字式 ,-. 控制器可以用以下函数表示: " ! ' $ # % (#) (+) 式中: % (#) 为系统误差;

%;

(#) 为系统误差变化率;

!, 为比例作用系数, 影响系统的响应速度和精度;

!- 为 积分作用系数, 它影响系统的稳态精度;

!. 为微分作 用系数, 影响系统的动态特性. 应用模糊集合理论建立参数 !, 、 !- 和!. 与系统 误差绝对值< %< 和误差变化率绝对值 < !% < 之间的二元 连续函数关系, 并用模糊控制器根据不同的 < % < 和 (UI9IG W4GFI*JGNX +9 2IPV4+3+KX,UI9IG 18777&,AVG4-) 【(G/170=1】

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