模糊逻辑可编程控制器.pdfVIP

ce，了口 武 食 工 业 学 院 学 报 Journal。fWuhan Food Industry College 1997年 模糊逻辑可编程控制器 谢 兆 鸿 (机电工程系) 摘 要 介绍了德国的一种新型的、将可鳊程控制器和模糊控制技术两者结合而成 的模糊逻辑可鳊程控制器，只要将输入输出正确连接。并在wIND0ws图形界面 的支持下躺制模糊化、模糊推理及反模糊化程序。经离线和在线仿真及优化后则可 投入生产实施工业控制，为单机或生产系统实现模糊控制提供了方便。 关键词 塑墨可鳊程控制器堡兰!型，齐 a99嚣，艘崩 中图分类号 71．61 模糊控制 (Fuz Contro1)是一门较新的技术，它的基本原理是模仿专家 (行家)的操 作，实现对复杂系统 (不易建立数学模型)的控制，来获得优化的控制效果。模糊的概念其 实质就是根据人的知识和经验．在一定的范国内去挑选置信度最高的结果，而不同于通常以 定量为基础的常规控制。因此与传统控制相比，它控制的鲁棒性增强，对传感器的要求相应 降低，尤其对于常规控制感到棘手的、难以建立精确的模型的非线性或时变系统，模糊控制 显示了独特的性能。在神经元和神经网络中，也有不少学者运用模糊逻辑协助联想记忆，加 速了神经网络学习的进程。 但是，正如许多专家指出的，模糊控耕并不是一个新的控制分支 而是传统控制的扩 展。一般而言就目前的开发情况来说，它相当于常规PID调节中的PD调节，因缺乏积分环 节，所以控制的精度不够高。有人已成功地将其与PID结合，通过Fuzzy来识别系统，从而 动态地优化系统的PID参数，达到 十分良好的控制效果。日本、美国和德国都已开发出 各种模糊控翩的硬软件．日本已将此技术广泛地田于办公自动化、家电和信息处理，例如冰 箱、彩电、洗衣机、照相机等。可编程控制器已成为工业控制的一大支柱，在发达国家已普 遍用其取代r常规继电控制。笔者以德国KloecknerMoeilerGmbH公司生产的PS4、EM4 和LE4系列产品为例作一介绍。 1模糊控制的基本原理 模糊控制的基本原理是根据被控对象的控制目标；分析和选择出影响指标参数的输人 量；通过经验或试验找到每单一输人量对输出量影响的关系，制定相应的隶属函数．通常这 些函数以三角、梯形或钟形来描述；然后再综合地考虑各个不同输入量的组合对输出量的影 响．从而制定模糊规则；在此基础上一旦测量出各输人量，则可通过模糊推理判断出输出量 收稿 日期：1997—m一1O 谢兆鸿：男，1948年生，尉教授，武汉食品工业学院机电工程系，430022 3韬 谢兆鸿：模糊逻辑可编程拄哉器 67 的范畴；最后经反模糊化准确地算出最佳的输出值，反模糊化常采用面积重心法，常常还凭 专家的实验经验在计算时乘以不同的权重，使控制的教果进一步优化。因此模糊控制是以知 识为基础的，当被控对象的模型不易建立，常规控制难以实施时，若其操作规律清楚，采用 模糊控制不仅奏效，还可获得比直接由人操作的更优的效果。 2 PS4、EM4、u 系列模糊逻辑可编程控制器 2．1 外形、结构与原理 该公司的产品全采用模块化．共有PS4、EM4和LE4等 3个系 列。其中PS4是主机；EM4是从机，但它备有微处理器，可独立地工作．也可通过通讯昕 命于主机的指挥；LE4是扩展块。用以增加I／O点数及其它辅助功能。由于它们的外形与 结构类似，所以仅用PS4来加以说明。如图1所示。 螺丝安装脚 可插拔的接线端