温度模煳控制系统.pptVIP

广州美丰环境设备公司人工气候室温湿度模糊控制系统 ——模糊控制应用实例—— 人工气候室设备 人工气候箱 内部气流循环控制流程 1、气候箱上电后，循环风机就开始运行 ，循环风 机使箱体内的气流 不停 的流动，使箱体 中的气流 最终达到相同的温度和湿 度 。 2、循环过程 中气流： 首先经过加湿器增加气流需要的湿 度 ， 再经过制冷器降低气 流的温度和湿度 ， 然后 经过加 热器增加气流的温度， 最后 回到箱体 和其 中气体混合， 达到需要的温度和湿度。 温度控制部分设计描述 1、设备工作情况描述 －20℃～50 ℃时压缩机一直开启，通过调整加热来控制温度 大于50 ℃压缩机不工作 2、主要控制要求 精度：0.1 ℃ 超调：2 ℃ 测温范围－20 ℃～100 ℃ 单片机硬件框图 硬件设计 检测部分设计 PT100 AD转换芯片选择： 考虑：精度，可靠性，价格，接口 ADS1100:最高16位，除去符号位有效位为 15位，－20 ℃～120 ℃ 检测范围150 ℃，对应0～5V, 对应0～215， 分辨率150/ 215=0.0046 ℃ 满足控制精度要求 控制输出设计 固态继电器 （1）可靠性高 （2）适合PWM控制 （3）加热器具有惯性，PWM频率不要求很高，选周期500ms 固态继电器能否每秒超过开关20次？ 控制算法选择 1）控制的 核心问题是箱体 内的温度 、湿度。 2）非线性耦合滞后系统 ，耦合及滞后系统完善有效控制策略的缺乏 ，导致这类系 统的实时有效控制存在很大的困难 3）当前人工气候 箱 的温 湿度 流行 的控 制方法 还是 PID控制，而且控制仪表通常都是采用独立、通用 的温 度控制仪表和湿度控制仪表， 缺点： 由于气候箱不同的箱子控 制对象变化 比较大 ，这些通用 的控制方法适应性 比较 差 而且温度和湿度 的单独控制 ，没有考虑到它们 的强 耦合作用，控制的精度一般都无法令人满意。 模糊控制方法优点 模糊控制和模糊解耦的方法来进行控 制 能提高控制精度 提高控制算法的鲁棒性和 自适应能 力。 模糊控制器设计 输入输出论域 各个变量 的论域范围及模糊化为 ： 1、偏差E 偏差E的论域范围为{E}＝{一 8，一 7，一 6，一 5，一 4，一 3，一 2，一 1，0，1，2，3， 4，5，6 ，7，8)； 即检测的偏差可分为17档 偏差E的语言值： NB NM NS NZ Z PZ PS PM PB 模糊规则中的输入 偏差E的论域值和偏差E的语言值的关系 论域值{一 8，一 7….}对应于实际值，偏差E的语言值是模糊集合，这个模糊集合的论域即取值范围是{一 8，一 7….} 模糊集合的隶属度函数联系了论域值和语言值 隶属度函数为简单起见取三角形隶属度函数 MATLAB说明 实际偏差转化为论域 if(TempFuzzyE=320) { ScaleE=-8; } else { if(TempFuzzyE=-320) { ScaleE=8; } else//-160~160 { if(TempFuzzyE=0) { ScaleE=0-(TempFuzzyE+20)/40; } else { ScaleE=0-(TempFuzzyE-20)/40; } } } 2、偏差变化EC的论域及语言值 偏差EC的论域范围为{EC}＝{一 8，一 7，一 6，一 5，一 4，一 3，一 2，一 1，0，1，2，3， 4，5，6 ，7，8)； 即检测的偏差变化可分为17档 偏差EC的语言值： NB NM NS NZ Z PZ PS PM PB 模糊规则中的另一个输入 2、控制输出U的论域及语言值 控制输出U的论域范围为{U}＝{一 8，一 7，一 6，一 5，一 4，一 3，一 2，一 1，0，1，2，3， 4，5，6 ，7，8)； 即检测的偏差变化可分为17档 控制输出U偏差EC的语言值： NB NM NS NZ Z PZ PS PM PB 模糊规则中的另一个输入 模糊控制规则 模糊推理 马丹尼法(max-min)： 经过模糊关系计算得出模糊关系矩阵: Rt =(Et × ECt )·Ut 。