基于Fuzzy-PID算法的电子装配设备温控策略研究.pdf

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1、、_第1期机械设计与制造2012年1月．I，设，，计，■与计算0。-MachineryDesign&Manufacture文章编号：1001—3997(2012)01—0001—03基于Fuzzy—PID算法的电子装配设备温控策略研究术占涛刘学平程杨(清华大学深圳研究生院，深圳518055)ResearchontemperaturecontroIstrategyofelectronicassemblyequipmentbasedontheFuzzy—．PIDalgorithmZHANTao，LIUXue—pin

2、g，CHENGYang(ShenzhenGraduateSchool，TsinghuaUniversity，Shenzhen518055．China)【摘要】运用模糊控制理论与PID算法合成了模糊自校正PID控制器，该控制器既具有模糊控制灵活性、适应性强的优点，又具有PID控制器精度高的特点。将其成功应用于一类电子装配设备的温控系统中，实现了对PID参数的实时在线修正，在控制稳定性方面获得了比常规PID控制更好的调温效果。应用基于MODBUS协议的单片机加触摸屏的主从式控制方案组建结构简单、性能稳定的系统，在此

3、平台上实验验证了Fuzzy—PID温控策略的可实施性。关键词：模糊控制；PID；MODBUS协议；参数修正；温控系统Abstract、The}zycontroltheoryandthePIDalgorithmareintegratedintothezyself-tuningPIDcontrollerwhichhasnotonlytheadvantagesoff~=ycontrolforbeingbothflexibleandadaptable，butalsothecharacteristicsofPIDcont

4、rollerforhighprecision．Putitintouseinthetemperaturecontrolsystemofoneelectronicassemblyequipment，whichcartachievethereal-timeon—linecorrectionofPIDparame—tersandthetemperatureregulationresultthatisbetterthanusingtheconventionalPIDcontrollerespecial—-intermso

5、fthestability．Asimplestructure，stableperformancecontrolsysternbasedontheMODBUSpro—tocolisestablishedbytheapplicationoftheMCUplustouchscreenmaster-slavecontrolprogram,bywhichitisco@rmedthattheFuzzy—PIDtemperaturecontrolstrategyisapplicable．Keywords：Fuzzycontr

6、ol；PID；MODBUSprotocol；Parametercorrection；Temperaturecontrolsystem中图分类号：TH16，TP273+．4文献标识码：A1引言在大多数涉及温度控制的现代工业系统中，自动温控技术往往是设备的核心技术。如何准确地监控设备按照预定温度曲线进行加热，成为系统设计的难题。传统的PID控制器原理简单、使用方便、稳定性和鲁棒性较好，在过程控制中应用最广泛。但是，图1系统采用的Fury—PID控制框图在实际温控过程中，由于噪声、负载扰动和其他一些环境条件变Fig．

7、1ThissystemUSESFuzzy-PIDcontroldiagam化的影响，受控过程参数、模型结构均将发生变化。对于强非线系统采用传统的位置式PID控制，其算法如下。其中，、、性、时变和机理复杂的过程，常规PID控制器存在难以控制的问厂一比例增益、积分系数、微分系数。k题。而模糊控制不依赖被控对象的精确数学模型，是在总结操作u(k)=Kpe(k)+Kieq)+[e(k)-e(k一1)]经验基础上实现自动控制的一种手段。将模糊控制和PID控制相j=o模糊控制策略的实施包含四个阶段：结合，应用Fuzzy—P

8、ID的温控策略，在加热干扰因素复杂多变的情况下，优化了系统对预定温度曲线的跟随过程的稳定性。2．1确定输入输出变量及相关参数模糊控制器的输入量是温度的偏差e和偏差变化率ec，输2模糊自校正PID控制器设计出量是PID参数修正量△、△、△。输入量的计算公式如模糊自校正PID控制器属于基于误差驱动的增益调整型下：e()='，⋯-y(K)；△e(K)=[e(K)一e(K一1)]÷Fuzzy—