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时间:2020-03-27
《模糊PID控制在硫化机温度控制中的应用.pdf》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、2012拄仪表技术与2012第10期InstrumentTechniqueNo.10模糊PID控制在硫化机温度控制中的应用张胜生,胡丹,宋春华(西华大学机械工程与自动化学院,四川成都610039)摘要:针对硫化机温度控制中存在的非线性、不确定性和时变性等特点,在常规PID控制的基础上,提出了一种参数自适应模糊PID控制的设计方法。利用模糊控制理论,在线对PID参数进行调整,采用AT89C52单片机作为模糊控制核心,设计了系统的硬件组成及结构,系统软件设计采用面向对象程序,给出了主控制模块的设计流程。结果表明了该控制方式在动态性、稳定性以
2、及鲁棒性方面都有较大提高。关键词:平板硫化机;单片机;模糊控制;PID控制中图分类号:TP273文献标识码:A文章编号:1002—1841(2012)10—0073—03FuzzyPIDControlinTemperatureControlofVulcanizingMachineZHANGSheng·sheng,HUDan,SONGChun—hua(SchoolofMechanicalEngineeringandAutomation,XihuaUniversity,Chengdu610039,China)Abstract:Aimedat
3、thenon—linearity,uncertaintyandtimevariationcharacteristicsofvulcanizingmachinetemperaturecon—trol,thispaperproposedafuzzycontrolmethodwithparameterself-adjustablefeatureonthebasisofexistingconventionalfuzzymethod;adjustthePIDparametersonlinebyusingthefuzzycontroltheory.
4、ByusingAT89C52MCUasthedesigncoreoffuzzycontrol,thehardwarecompositionandstructurewasdesigned.Object—orientedprogramwasadaptedinthesoftwaredesignandthemaincontrolmoduledesignflowwaspresented.Theresultshowsthismethodisimprovedindynamics,stabilityandrobustness.Keywords:fiat
5、vulcanizingmachine;microcontrollerunit;Fuzzycontrol;PIDcontrol0引言1模糊自整定PID控制器的结构设计温度控制一直是橡胶工业界的难题之一,主要由于橡胶等1.1控制器整体设计高分子材料没有固定的化学分子式,同一种原材料,其相对分模糊PID控制器是一种在常规PID调节器的基础上,应用子质量可能相差上百倍、甚至上万倍,导致硫化工艺不具有明模糊集合理论,根据控制偏差、偏差变化率在线自动调整比例确的规律性⋯。最初,平板硫化机的控制系统采用带有PlD调系数、积分系数和微分系数的模糊控制器
6、。文中硫化机的模糊节功能的三针记录仪完成外温和外压的控制。测量误差大,动控制器采用二输入三输出的形式,以硫化机平板的温度偏差e作反应迟钝,直接影响橡胶的生产控制。后来,平板硫化机和偏差变化率ee作为输入变量,以、K、作为输出,其结构自动控制系统采用PLC控制,具有可靠性高、功能强、抗干扰性如图1所示。能好、故障诊断能力强等优点,但是PLC控制系统成本高,且采用PLC控制需要外扩人机交互和获取工作过程信息的通道,使系统的集成度不高。量参数自适应模糊PID控制(ParameterSelf-tuningFuzzyPIDContro1)就是将模
7、糊控制思想与常规PID控制器结合起来,吸收了两者的优点,并结合单片机作为控制系统中的核心部图1模糊PID控制系统结构图分,进行实时系统数据处理和控制,保证系统工作在最佳状态,设硫化机的模糊化温度偏差记为E,表示实测温度和与其提高系统的控制精度,有利于提高系统的工作效率j,用于解设定值的差。对于温度控制,温度偏差在设定值的±3℃以内决传统方法难以解决的硫化机温度参数在大范围变化的问题,为模糊控制区,模糊控制系统按模糊控制规则自动调节温度。通过模糊系统具有的自适应能力,能够自动识别被控过程参将温度偏差分为7个模糊子状态,分别为:PB(温度过
8、高),PM数,自动调节控制参数,适应被控过程参数的变化,比常规PID(温度中高),PS(温度略高),ZO(零温度偏差),NS(温度略控制器控制性能好,可靠性更高]。低),NM(温度中低),NB(温度过低)。
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