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1、收稿日期：9.20.基于LabView的温湿度模糊控制系统的设计侯军刚，徐刚，李积彬（深圳大学，深圳518060）摘要：以摩擦磨损试验机为平台，基于虚拟仪器，采用NIPCI-6013基本级多功能数据采集卡和LabView开发环境，设计针对试验机环境温度、湿度的模糊控制系统，实现了较高精度的环境温湿度的控制。关键字：摩擦磨损试验机；虚拟仪器；模糊控制；温湿度控制中图分类号：TP216；TP273文献表示码：A1引言摩擦磨损试验机采用滑动摩擦的形式，在规定的试验条件下用来评定材料性能、测定摩擦系数、评估磨损机理等。工作过程中，环
2、境温度和湿度对试验结果有一定影响。本文以一台无环境温、湿度控制的摩擦磨损试验机为平台，基于虚拟仪器，利用了NILabView丰富的内部资源，引入了优化的模糊控制算法和控制策略，实现了较高精度的环境温、湿度的控制。2试验机控制结构图1摩擦磨损试验机环境温、湿度控制结构示意图摩擦磨损试验机环境温、湿度控制机构如图1所示。PCI-6013是NI的基本级多功能数据采集卡[[]NI6013/6014UserManual,NationalInstrumentCorporate,2002]，200kS/s采样率，16位采样精度，8路双端差
3、分输入。温、湿度传感器测得的信号经过调理，输入到PCI-6013采集卡模拟输入端，经由软件编制的控制算法，通过采集卡的数字IO来控制驱动件（加热器、制冷器、加湿器、除湿器），从而保证摩擦磨损试验机所处的环境温、湿度恒定在设定值。3模糊控制算法摩擦磨损试验机环境温、湿度是具有大滞后、非线形的复杂变化量，不易精确建模。传统的温、湿度闭环控制通常采用ON/OFF开关控制或PID控制，前者实现简单而精度差，后者可实现较高精度，但需建立数学模型，参数整定要求较高，且当工况变化时适应性较差。模糊控制理论是能够模拟人脑智能进行随机应变的一
4、种电子控制技术，适合于非线性系统和很复杂以致难以用数学模型精确描述的系统[[]易继锴，侯媛彬.智能控制技术[M].北京:北京工业大学出版社,2002]。一个典型的模糊逻辑控制由模糊化、模糊推理和清晰化三部分组成。下面以温度控制通道为例来具体说明，湿度控制通道原理与此类同。图2E、EC及U的隶属度函数模糊控制器选择温度偏差e（e=测量温度-设定温度）及偏差变化率ec为输入，输出为加热器及制冷器的控制信号u。该方案中，加热制冷使用4块（1＃80W、2＃40W、3＃80W、4＃40W）热电效应半导体制冷制热片[[]陈振林，孙中泉.
5、半导体制冷器的原理与应用[J].微电子技术，1999，(5):63一65DesignofControlSystemofTemperatureandHumiditybasedonLabViewHouJungang，XuGang，LiJibin（CollegeofEngineeringandTechnology,ShenzhenUniversity,Shenzhen518060）Abstract：Inthispaper,atemperature&humidityfuzzycontrolsystemispresented,whic
6、hbasedonVirtualInstrumentation.TheplatformistheFriction&AbrasionTestMachine.ThissolutionmakefulluseofgreatresourceofNILabView,andcankeeptemperatureandhumidityinsetvalueaccuratelybyusingoptimizedfuzzylogic controller.Keywords:Frictiontestmachine;virtualinstrument;Fu
7、zzyControl;Temperaturecontroller]，两片用于加热（1＃、2＃），两片用于制冷（3＃、4＃）。3.1模糊化用模糊语言变量E、EC、U来描述偏差、偏差变化率及输出，取其语言值集合为T(E)={NB,NM,NS,NZ,PZ,PS,PM,PB}，T(EC)=T(U)={NB,NM,NS,ZE,PS,PM,PB}量化E的论域为{-3,-2,-1,-0,+0,+1,+2,+3}，量化EC和U的论域为{-3,-2,-1,0,+1,+2,+3}。表1模糊控制规则表NBNMNSZEPSPMPBNBPBPBPBP
8、BPMPSZENMPBPBPMPMPSZEZENSPBPMPMPSZEZENSNZPMPSPSZENSNSNMPZPMPSPSZENSNSNMPSPSZEZENSNMNMNBPMZEZENSNMNMNBNBPBZENSNMNBNBNBNB取E、EC及U的隶属度函数如图2所示。3.2模糊推理
