【可用】plc模糊控制程序设计

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1、万方数据第11卷第1期2010年2月信息工程大学学报JournalofInformationEngineeringUniversityV01．1lNo．1Feb．2010PLC模糊控制程序设计谭彦彬，陈铖，曾磊(信息工程大学信息工程学院，河南郑州450002)摘要：首先介绍了模糊的概念以及模糊控制的原理，然后详细分析了模糊控制的算法，最后给出了PLC实现模糊控制的思路、方法及三菱FX系列PLC的具体程序。关键词：模糊；模糊集；隶属度；模糊控制；解模糊；模糊推理中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1

2、671—0673(2010)01—0079一04ProgramDesignofPLCFuzzyControlTANYan．bin。CHENCheng．ZENGLei(InstituteofInformationEngineering，InformationEngineeringUniversity，Zhengzhou450002，China)Abstract：Thedefinitionandthetheoryoffuzzycontrolareintroducedbriefly，andthealgorithm

3、offuzzycontrolisanalyzedindetail．Finallythethoughtandmethodaregiven，andthefuzzycontrolprogramofMitsubishiFXseriesPLCarerealized．Keywords：fuzzy；fuzzysets；membership；fuzzycontrol；defuzzification；fuzzyreasoning模糊控制(FuzzyContr01)，与一般控制输出与输入关系总是精确不同，其输出与输入呈现模糊关

4、系。它是基于人的经验总结出来的一系列规则，并运用这些规则归纳出的算法去实现控制。在实际工程中，许多系统和过程都十分复杂，难以建立确切的数学模型，设计出通常意义下的控制程序，只能由熟练操作者凭借经验以手动方式控制，其控制规则常常以模糊形式体现在控制人员的经验中，很难用传统数学语言来描述，这时使用模糊控制有可能获得满意的效果⋯。1模糊控制原理1965年美国控制论专家查德(L．A．Zadeh)教授提出模糊概念，创立了模糊集合论，并在1968～1973年间先后提出语言变量、模糊条件语句和模糊算法等概念及方法，使得一

5、些以往只能用自然语言条件语句描述的手动控制规则可采用模糊条件语句来描述，从而使这些规则成为在计算机上可以实现的算法。1974年E．H．曼达尼和S．阿西里安成功地把这种想法应用于小型汽轮机控制，开拓了模糊惯控制的应用领域。此后，模糊控制方法迅速得到推广，被应用于热交换器、水泥窑、交通管理等许多领域。PLC模糊控制是一系列模糊控制技术的一种，其核心是利用模糊集合理论，把人的控制策略自然语言转化为PLC的知识库及程序，以便在PLC运行程序时，能模拟人的思维方式。对一些无法构造数学模型的被控对象进行有效控制。图1所

6、示为模糊控制结构框图。从图l知，模糊控制属闭环控制，需要不停地检测控制对象的输出(调节量)，且需要把输入精确量转换为模l一—{亘科图1模糊控制原理图糊量(称模糊化)，进而利用输入输出间的模糊关系进行模糊推理。模糊关系就是基于人们尤其是专家的经验所形成的一系列规则(大前提)。模糊推理把检测到的模糊输入(小前提)与模糊关系结合进行判断，给出控制对象应得到的控制。只是这个结论也是模糊的，要把结论用作控制，还需把它转换为精确量(称收稿日期：2009—05—11作者简介：谭彦彬(1964一)，男，剐教授，主要研究方向

7、为通信与电子系统。万方数据80信息工程大学学报2010燕解模糊)心】。由此可知，模糊控制就是根据系统输出的误差和误差变化情况来决定控制量。手工操作时，这项工作由控制人员通过手动控制完成，将其经验表述为一套自然语言的条件语句，再应用模糊集合论将其转化为一组模糊条件语句，就可用来组成模糊控制规则。模糊控制的特点是无需考虑控制对象的数学模型和复杂情况，而仅依据由操作人员经验所制订的控制规则就可实现。凡可用手动方式控制的系统，一般都可通过模糊控制方法设计出由PLC可执行的模糊控制程序。模糊控制所依据的控制规则不是精

8、确的。其模糊关系的运算法则、输入精确量到模糊量的转换，以及输出模糊量到实际控制量的转换等，都带有相当大的随意性。对于模糊控制的性能和稳定性，常难以从理论上作出准确的评估，而只能根据实际效果评价其优劣。2模糊控制算法下面结合水温检测应用说明模糊控制过程及算法设计。洗热水澡时，洗澡水一般应是“暖和”的。暖和与不暖和，虽然可用洗澡水的温度衡量，但不能硬性规定多少度之间是暖和的，而其它温度就不暖和，因为洗澡水“暖和”这个