模糊温度控制系统的设计.pdfVIP

…………………～……一竣进应用翼《-I 模糊温度控制系统的设计 辛峰杰 (无锡机电高等职业技术学校，江苏无锡214028) 【摘要】由于在液体混合反应过程中常常需要一个温度适合的反应条件，但是由于温度控制系统的对象具有大惯性、大时滞和非线性等特点，因此比较难建立精 确的数学模型，其控制系统的性能不佳。故设计一套模糊控制的加热系统，加热主要由蒸汽来完成，在反应容器内部装有一个温度传感变送器，把测量得到的数 据经过可编程控制器处理后，如未达到所需要的温度则继续打开电磁阀通入蒸汽对罐体内液体进行加热，如果温度达到的所需要的温度则关闭电磁阀。 【关键词】模糊控制；温度控制；PID控制 1．模糊控制 制量“。 点，因而特别适用于难以用精确数学模型 模糊控制系统是一种以模糊数学、模 模糊控制器的基本组成如图1所示， 描述的温度摔制系统，具有较强的稳定性 糊语言形式表示和模糊逻辑的规则推理为 它包含有模糊化接口、规则库、模糊推 和鲁棒性。该系统采用PLC作为控制系统 理论基础，采用计算机控制技术构成的一 理、清晰化接口等部分。输入变量是过程 的核心，通过对偏差的智能化处理，以及 种具有反馈通道的闭环结构的数字控制系 实测变量与系统设定值的差值，输出变量 引人最大最小限幅值，智能分段控制等概 统。模糊控制的核心部分是模糊控制器， 是系统的实时控制修正变量。模糊控制 念，实现对数学模型不确定的控制对象的 模糊控制器的规律由计算机的程序实现。 的核心部分是包含语言规则的规则库和模 满意控制，使系统具有可靠性高、使用寿 实现一步模糊控制算法的过程描述如下： 糊推理两部分。模糊推理就是一种模糊变 命长等适合实际工业现场的特性。 微机经中断采样获取被控制量的精确值， 换，它将输入变量模糊集变换为输出变量 2．1系统的硬件设计 然后将此量与给定值比较得到误差信号8， 的模糊集，实现论域的变换。 系统的组成见图2，混合装置的侧面 一般选误差信号e和误差变化率△e作为模 2．系统设计 安装两支K分度号的嵌装式热电偶(在数 糊控制器输入量，对它们进行模糊化，生 根据加热的控制要求，设计出一种 学模型中称为双输出)，其测量范同在 成模糊量。模糊语言集合的子集E和△E， PID控制与模糊控制相结合的智能控制系0～600℃。热电偶测量信号经过温度变送 再由E和△E以及模糊控制规则剧剥居推理 统。它采用Fuzzy—PID复合控制算法，使 的合成规则进行模糊决策，得到模糊控制 其既具有模糊控制灵活、响应快、适应 和送到PLC的A／D模块中，控制器根据预先 量u，再将嗍￥模糊，便可得到精确的控 性强等优点，又具有PID控制精度高的特设定好的温升线，经控制算法计算，输出 以2s为周期，占空比为O～100％的脉冲输 出至固态继电器，形成0～220V／Ac的电压 变化加至蒸汽阀门，此时的蒸汽阀门需采 用电动调节阀，形成对液体混合装置内液 出 体温度的闭环控制。 日本三菱公司是国际著名的生厂自动 化设备制造商，工业可编程控制器在国内