单片机工业控制智能化方法分析.pdf

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1、内燃机与配件2016年第7期单片机工业控制智能化方法分析SCMIndustrialInteUigentControlMethod冯葳(五邑大学)(摘要]本文提出基于神经网络和模糊逻辑理论的智能化方法，从数字单片机技术发展趋势入手，分析和讨论了模糊单片机和神经网络芯片构成的控制站、监测站相关技术，可以更好地实现工业控制领域的网络化、智能化，更好地满足我国工业快速创新和发展的需求。[关键词]单片机；工业控制；智能化；模糊控制；神经网络Abstract：thispaperputsforwardintelligentmet

2、hodbasedonneuralnetworkandfuzzylogictheory，f而mthedeVelopmenttrendofdigitalsingle—chipmicrocomputertechnology，analysisanddiscussestheneuralnetworkandfuzzymicrocontrollerchipconstitutethecontrolstationandmonitoringstationofrela卜edtechnologies，canachievebetterint

3、he6eldofindustrialcontrolnetwork，intelligent，tobettermeettheneedsoftherapidindustrialinnovationanddevelopmentofourcountry．Keywords：singlechipmicrocomputer；IndustrialcontroI；Intelligent；Fuzzycontml；Then户l】ralnPtwnrkl刖吾单片机在工业控制领域的广泛应用，大大提高了工业控制网络的性能，同时也为工业控制领域科技

4、工作者提供了极大的便利，更好地降低了其生产成本。尤其像汽车工业这种生产规模大、技术更新快、产品标准化程度高的应用场合，可以更好地实现生产工业自动化控制。而单片机产品不断改进，相关功能器件的模块化发展使工业控制领域产品开发速度更快，工作更加稳定可靠，生产更加简捷方便，控制程序也进一步简化和标准化，从而为工业控制网络智能化发展奠定了基础。但就目前单片机在我国工业控制网络智能化应用的现状来看，仍然存在着许多可以利用智能化方法进一步完善和改进的地方。2神经网络和模糊逻辑智能化方法的概述基于神经网络的智能化方法是指采用仿生技

5、术，即模仿生物的神经系统的工作机理而创造的一种数学算法模型，它可以通过调整内部大量节点之间相互连接的关系而进行分布式并行信息处理[1]。而基于模糊逻辑的智能化方法是指模仿人脑的推理思维方式和不确定性概念判断方式对非线性、机理未知或不能确定描述的系统进行模糊集合描述，模糊综合判断和模糊规则推理，同时借助隶属度函数处理模糊关系，还原模糊集合输出，从而在多值逻辑的基础上更好地解决各种不确定性问题。3如何更好地改进单片机工业控制网络智能化方法3．1数字单片机数字单片机技术的快速发展，使其内部结构、功率消耗和外部电压技术不断

6、提高。其内部结构出现了一种建立在系统级芯片的三核结构现被广泛采用。其三个核主要由外围专用集成电路、微控制器和DSP核以及数据和程序存储器核组成，可以将微控制器和DSP核(在高速计算和特殊处理如快冯葳：单片机工业控制智能化方法分析4l速傅立叶变换等上面)同时做在一个单片上，从而与传统单片机结合集成更好地提高了单片机的性能。除此之外，部分产品内部也设置了专门用于变频控制的PWM电路，通过脉宽调制电路的六个通道输出控制信号调节三相交流电压或电流，从而更好地实现对强电电路调节控制的功能；部分单片机内部含有局部网络控制模块C

7、AN，从而更好地构成了控制网络和形成局部网，在实现工业控制网络系统较为复杂的情况下，形成控制网络十分容易。同时，传统单片机基本上采用cMOs技术，大多数采用0．6¨m以下的光刻工艺[2]，新型产品已经开始使用纳米制造技术，使得其功耗越来越小，而且设置了包括等待、暂停、睡眠、节电等多种工作方式；封装技术不断进步，出现了各种满足贴片工艺的封装方式，从而大大减小了其体积。这些都为单片机在工业控制网络中的智能化奠定了扎实的技术基础。3．2模糊单片机模糊单片机实现的模糊控制系统只需要由单片机来实现(传统模糊控制系统通常由包括

8、单板机、DSP或Pc机等计算机技术来实现的)。其基本结构一般包括模糊化输入选择电路、隶属度函数模糊化器、规则比较器、输出寄存器、规则寄存器和定时控制器等部分组成[3]。其基本工作原理是以系统误差e和误差变化率ec作为模糊控制器的输入量，以u作为输出控制量，同时定义误差e、误差变化率ec和输出变量u(由模糊向量e、ec和模糊控制规则R推理得出)的模糊集和论域，