基于强度转移法的模糊温控系统的设计

hthjgjkkl

摘要：本文利用模糊推理的强度转移法设计了一类恒温烤箱控制系统。首先．以烤箱温度为控制对象，以AT89C5l单片机、
2 a) m. h. \8 N' y$ \Ptloo、MOc3041．以及可控硅BTA06等主要器件设计了硬件系统。然后。详细地给出了强度转移法的算法步骤。最后，对算法
进行编程，并连结各硬件部分，通过LED显示电路检测控制器实际的效果。测试结果表明，该控帘l系统的上升时间约3踟
秒，温度超调仅为0．2℃．并且温度在期望值处的波动范围小于±O．3℃。
1引言
8 S# n8 w) b* v0 ^$ x* j) M# [温度控制器已广泛应用于钢铁、化工、水利、航天、电力、汽
6 @* v: ?# P$ p2 {- r! s, w车制造等众多领域。1：业领域常用的温度控制器通常采用PlD
6 m6 ^8 M( j$ r5 \9 t3 A方法。但是。PID控制器的参数整定至今还没有一个完美的解决
方案，在现场主要依靠操作人员的经验。这就提高了控制工程
7 U8 J9 l- A, ?/ ?' v技术人员使用这类控制器的门槛．也加大了这方面的技术培训
难度。一旦因技术改造、现场环境的改变，技术人员又得重新积
累经验，为新系统的运行带来不便。若采用模糊控制方法，通过
' E: R4 X' c) W8 r7 X. _对技术人员的手动控制经验列写模糊控制规则，使操作经验以
' B5 q0 }( n  U# i7 _0 u语言形式植入到控制器的设计中．就能有效地解决这方面的问
题1、2。本文以模糊语言规则为控制方法，针对化学实验常用的
/ S3 @# V! Y' `" h1 F5 a* @小型烤箱，设计了一类恒温控制系统。
2系统硬件电路设计
9 R' P/ {' r7 d. C/ T* l/ r控制系统的硬件采用A，I．89c51单片机为核心器件对加热
: n  h( @: M# G+ ?管进行控制，以使烘箱内的温度保持恒定。设计目标是，在实
- H" o/ Y" G7 a, |- Z测温度低于目标温度时就进行适当的加热．若实温度超过目标
温度时就不加热，使烤箱自然冷却。温度控制的过程：由传感
) b! `; H! b4 v' X8 w. ^器定时对烘箱温度进行采样。将采样得到的数字量与设定的温
度量比较得到偏差及偏差变化率．再通过对偏差及偏差变化率
  A3 w) m8 B6 ?的处理获得控制信号，以调节烘箱内加热管的加热功率，从而
实现对烘箱温度的控制。温度模糊控制系统硬件主要组成部
分包括：AT89c51单片机、温度传感器盯100、控制输出
M0c3041等。在驱动模块中选用的是过零型光电耦合器，不需
; J, \2 u3 Z5 G; P5 G: W; }要另加过零电路，因而整个系统硬件电路简单。控制系统硬件
% v# A/ `8 K# {8 M结构框图如图l所示。
' p6 Z6 I* b4 L! r在图1中。控制输出电路选用光电耦合器M0c304l、双向
可控硅BTA06和加热管一起工作。A，I'89c51对温度的控制是
; r6 l) @/ D5 a3 r; K) t通过驱动和加热电路来实现的。双向可控硅和加热管串接在交
流220v、50Hz交流市电回路。在本设计里加热管的功率为600
瓦而双向可控硅BTA06的功率为1000瓦，不会出现加热管功
$ M& ?0 |+ l, u7 ?# |9 F8 V率过大而烧坏双向可控硅BTA06的现象。在给定的周期T内，
AT89c51只要改变可控硅的接通时间便可改变加热管的功率，
以达到调节温度的目的。
3控制算法
, i3 Y" O/ k( t# h模糊控制器的中心工作是依据语言规则进行模糊推理。因
3 T3 E4 Q. F# P' K此。在进行模糊规则推理之前，先要制定好语言控制规则亦称
8 `: ^7 d6 C3 Z知识库。模糊推理方法常有Zadeh法、Mamd锄i法和强度转移法
三种。其中强度转移法推理直观，计算简单，因此本系统中采用
强度转移法。强度转移推理算法的详细步骤如下：
第l步：求前件语言变量强度

附件下载：

游客，如果您要查看本帖隐藏内容请回复

; H# [, V7 \2 M4 F6 b2 }$ O4 \
6 l, X5 J' l) }. d% P
  ~- s* M+ A/ \1 R. {& }

埋头拉线ing

温度模糊控制系统硬件主要组成部/ j. ~, e2 U/ J* {$ U
分包括：AT89c51单片机、温度传感器盯100、控制输出5 \3 M0 O9 c. n. y
2 |3 C5 z, z2 l4 i$ r: W' RM0c3041等