导通角以改变电阻炉的电热功率图1所示的温度模糊控制系统和常见的负反馈控制系统相似不同之处是控制装置为模糊控制器热电偶传来的带有温度信号的mV级电压经滤波、放大后送至AD转换器这样就将所检测的炉温对应的电压信号转换成数字量送入计算机并与给定的电压信号进行比较计算其偏差计算机再对该偏差按一定的规律进行运算运算结果可以控制可控硅在控制周期内的过零触发脉冲个数也就是控制电阻炉的平均功率的大小从而达到控制温度的目的该控制系统的硬件系统由同步过零检测电路、温度信号检测及可控硅触发电路、掉电检测与保护电路等组成其中模糊温度控制器的设计是重点
2模糊温度控制器的设计
本次设计采用mamda
i推理型模糊控制器该控制器为双输入、单输出结构输入量为设定的锅炉温度值与采样值的偏差E以及温度偏差值的变化率EC输出量为温度控制量U模糊控制器的具体设计步骤如下
1精确量的模糊化过程根据本系统的实际性质和要求对输入量和输出控制量的模糊语言描述模糊集定义如下设定输入变量e和ec语言值的模糊子集为负大负中负小零正小正中正大简记为NBNMNSZOPSPMPB将偏差e和偏差变化率ec量化到33的区域内本系统所选择的隶属函数均
2
f为三角形分布这样就完成了精确量的模糊化过程不同的系统其模糊集的隶
属函数是不同的要根据实际情况和实践经验而定
2模糊控制算法模糊控制的核心是模糊控制规则的建立模糊控制规则的
实质是把操作者的经验加以总结并将在控制过程中由经验得来的相应措施总结
成控制规则在得到输入偏差量E偏差变化率EC和控制量U的模糊集后就可
以利用“若E且EC则U”的控制规则建立模糊控制器表1为模糊控制规则表
表1模糊控制规则表
ECNB
NM
NS
ZO
PS
PM
PB
E
NB
PB
PB
PB
PB
PM
ZO
ZO
NM
PB
PB
PB
PB
PM
ZO
ZO
NS
PM
PM
PM
PM
ZO
NS
NS
ZO
PM
PM
PS
ZO
NS
NMNM
PS
PS
PS
ZO
NM
NM
NM
NM
PM
ZO
ZO
NM
NB
NB
NB
NB
PB
ZO
ZO
NM
NB
NB
NB
NB
表1是完整的控制策略每一条模糊条件推理语句对应一个模糊关系RE×EC×U按上式即可计算出模糊条件推理语句所对应的模糊关系矩阵R1R2R
将所有的模糊关系矩阵求并集运算即RR1∪R2∪∪R
即可求出总的模糊关系R然后输入已知的条件输出由这个总控制规则的模糊关系确定
3模糊判决由模糊数学理论可知总的模糊关系矩阵R是一个49×7的矩阵每次控制计算都处理这样一个矩阵是很困难的为此可先将R矩阵算出然后算出每种r