模糊化温度控制.doc

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1、模糊化溫度控制(FuzzyTemperatureControl)一、指令格式FTCS1S2S3D二、參數說明S1à目標值(SV)(範圍限制1~5000，表示0.1~500)S2à現在值(PV)(範圍限制1~5000，表示0.1~500)S3à指令參數設定如參數表(一)所示Dà輸出值(MV)(顯示範圍0~S3+0之間)參數代號參數名稱數據使用範圍S3+0取樣時間(Ts)1(0.1s)~200(20s)S3+1溫度單位、濾波功能及加熱速度選擇參考表(二)S3+2~S3+6系統保留區不可使用表(一)S3參數表參數代

2、號位元編號功能設定表示意義S3+1Bit00à℃1à℉Bit10à無濾波功能1à有濾波功能Bit21à加熱慢的環境Bit31à一般加熱的環境Bit41à加熱快的環境Bit51à高速加熱的環境Bit6~15保留表(二)S3+1參數之功能設定表本指令未加濾波功能(S3+1的Bit1=0)時，其現在值(PV)=當次測定值；若有加入濾波功能(S3+1的Bit1=1)時，則現在值(PV)=(當次測定值+前次現在值)/2。S3+1的Bit2~Bit5為本指令控制反應速度的選項，當使用者未設定此參數時，或者不知如何選擇時，

3、本指令將自行啟動為一般加熱控制選項，因此當使用者覺得控制結果為太慢達到目標溫度時，就可選擇加熱慢的環境選項，進而提昇達到目標溫度的時間；反之，如果控制結果會有過衝太多或者上下振盪太大的現象時，請選擇加熱快的環境選項，以減緩控制溫度的反應速度。當S3+1的Bit2~Bit5都設定為1或者不是只有指定1個選項時，本指令將依Bit2到Bit5的順序檢查，遇到有設1的選項時，即反應此功能選項；另外此選項功能可在控制進行中修改。一、模糊化溫度控制方塊圖二、使用說明1.MV輸出值顯示範圍為0~Ts之數值，使用者於應用此指

4、令時，須搭配GPWM指令使用，但請注意本指令使用的取樣時間必須與GPWM使用之週期時間相同，如範例一程式所示。(本指令的時間單位為100ms，GPWM指令的時間單位為1ms)2.SV及PV值的範圍限制為1~5000，其表示數值為0.1~500，最小一個單位為0.1，若S3+1的Bit0指定為0，則其表示為0.1℃~500℃；若是使用者由溫度感測器得到的是類比轉數位之數值時，須自行搭配四則運算指令轉換為1~5000之間的數值。1.S3+1參數設定目前只限於Bit0~Bit5，其餘Bit6~15將不具任何功能意義

5、。2.S3+0參數為取樣時間之設定，若使用者設定值比K1小，則指令將不動作，若超過K200時，則將以K200來設定。3.本指令之取樣時間設定值建議為溫度感測器取樣時間的兩倍以上，如此可得到較好之溫度控制效能；另外在此建議取樣時間最好為2秒~6秒之間。二、範例與應用範例一、其控制方塊圖如下圖(一)：圖(一)FTC指令的輸出D22(MV)為GPWM指令的輸入D22，其功用為可調變脈波之工作週期(dutycycle)，D30為脈波的固定週期時間，其時序圖如下圖(二)所示：圖(二)此範例FTC指令參數設定為D10=k

6、1500(目標溫度)、D12=k60(取樣時間6秒)、D13=k8(Bit3=1)及D30=k6000(=D12*100)，其控制範例程式內容如下圖(三)所示：圖(三)實際測試環境為烤箱(最大可加熱到250℃)，其目標與實際溫度的記錄如下圖(四)所示：圖(四)由上圖(四)中可得知大約為48分鐘後達到目標溫度的正負1℃誤差內，並且有過衝約10℃左右。範例二、由於有過衝現象，因此修改加熱環境為快速加熱環境(即D13=k16)，經測試後實際結果記錄如下圖(五)所示：圖(五)由上圖可得知雖然無過衝現象，但是卻要花大約

7、1小時又15分鐘以上，才會達到目標溫度的正負1℃誤差內，所以目前測試的環境是選對了，但是取樣時間是乎太長了，因而造成整體時間都延長了。範例三、為了將範例二達到更快加熱達到目標溫度的目的，因此修改取樣時間為4秒(即D12=k40、D30=k4000)，經測試後實際結果記錄如下圖(六)所示：圖(六)由上圖可得知整體控制時間已縮短至37分鐘了，因此發現修改取樣時間是可以加快達到目標溫度的時間。範例四、為了實驗是否可更快加熱達到目標溫度的目的，因此修改範例三的取樣時間為2秒(即D12=k20、D30=k2000)，經

8、測試後實際結果記錄如圖(七)所示：由圖(七)中可得知過短的取樣時間，反而會造成控制系統太過敏感，因而上下震盪的現象。圖(七)