基于AT89S52單片機的雙模糊溫度控制器設計
2.2 雙模糊控制策略
考慮溫度控制的特點, 將誤差e、變化率ec 及輸出量u的論域設為[-6,6],將其量化為13 個等級,并分別為誤差e、變化率ec、輸出量u 選取7 個語言值,即{NL,NM,NS,ZO,PS,PM,PL}。三者的隸屬度函數均采用梯形分布[5],如圖3 所示。根據對工業(yè)過程控制的經驗總結,制定相應的模糊控制規(guī)則表如表1 所示。
為提高系統(tǒng)的實時響應速度,事先根據模糊控制規(guī)則表及語言變量賦值表, 離線計算出模糊控制總表如表2 所示,該表經嚴格的實踐檢驗和反復修改后存放在單片機的程序存儲器中。然后根據輸入量e 及ec 在不同工作狀態(tài)的實際變化范圍及其論域,計算出量化因子Ke1、Kec1和Ke2、Kec2,并確定出比例因子Ku1和Ku2。實際控制時,模糊控制器把系統(tǒng)在不同工作狀態(tài)下的輸入量e 及ec 分別乘以相應的Ke、Kec,并量化到輸入量的語言變量論域中,再根據量化的結果與模糊控制總表進行比較,通過查表程序得到所需的輸出量U,最后乘以Ku,得到系統(tǒng)在不同工作狀態(tài)下的實際輸出控制量u。
3 控制器軟件設計
雙模糊溫度控制器的軟件采用模塊化設計思想,主要包括主程序、溫度采集程序、鍵盤/顯示控制程序、模糊控制算法程序等。下面主要給出主程序及模糊控制算法程序流程圖,分別如圖4、圖5 所示[6]。
4 結束語
文中提出的以單片機為控制核心的雙模糊溫度控制器,是以比例因子自整定模糊控制理論為基礎,根據系統(tǒng)誤差大小利用兩個系統(tǒng)因子不同的模糊控制器分別進行溫度控制。結構簡單、易于實現(xiàn)、適應力強,可較大提高穩(wěn)態(tài)精度,對于溫度控制可以達到很好的控制效果,可廣泛應用于工業(yè)生產中。
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