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MWC計算機模糊控制系統(tǒng)
摘要 本文研究在研究"MWC卷煙平均重量控制系統(tǒng)"的總體方案,闡述了系統(tǒng)總體設計、硬件設計和軟件設計;并且通過模糊自動控制原理的分析和模糊控制器的設計,將模糊控制應用于煙重控制系統(tǒng)中,并針對卷煙機的卷煙平均重量自動控制。文中用于控制煙重的新的模糊控制算法,可作為一種通用的控制算法。算法涉及模糊控制器的輸入/輸出。控制器用平均重量的偏差和變化率來維持一個恒定的輸出煙重。
【"MWC計算機模糊控制系統(tǒng)"簡介】
新型"煙棒生產(chǎn)線實時重量檢測控制系統(tǒng)"是南京智能技術研究所和本文作者聯(lián)合研究設計、協(xié)作研制開發(fā)的一個科研項目。它是卷煙生產(chǎn)流水線的核心設施,能用于生產(chǎn)中進行性能測試、成品質(zhì)量抽撿、采集和處理數(shù)據(jù)、控制生產(chǎn)等工作的配套綜合系統(tǒng)。計算機系統(tǒng)的使用、微機化數(shù)字儀表的研制以及先進的模糊控制技術的應用,必將使該系統(tǒng)能在實用、可靠的基礎上,同時具備性能優(yōu)越、技術先進、操作靈活、維護方便等特點,它也應當成為新型卷煙生產(chǎn)流水線的最佳選擇。
在卷煙平均重量集散微機測控系統(tǒng)中,采用了先進的模糊控制器作為卷煙平均重量控制器,該控制器在響應快、超調(diào)小、對參數(shù)變化不敏感等方面均優(yōu)于傳統(tǒng)控制的控制效果。本系統(tǒng)中對于煙重等環(huán)節(jié)所采用的先進的模糊控制方法,將把卷煙平均重量測控系統(tǒng)推向新的高度。
§1 MWC模糊控制器總述(實用的模糊微機控制系統(tǒng))
在卷煙平均重量控制系統(tǒng)(MWC)中,對于煙重等控制對象,采用了一種新的控制算法──自調(diào)整模糊控制算法,它以重量偏差及其變化率為輸入,平整電機轉(zhuǎn)速為輸出,在總結(jié)熟練的技術工人的豐富經(jīng)驗的基礎上,制定模糊控制規(guī)則,應用模糊推理合成規(guī)則,計算出用于該控制回路實時控制的基本模糊控制器查詢表;同時為獲取較好的控制效果,采用了在線自動調(diào)整量化因子和比例因子的結(jié)構模式。該算法具有良好的跟蹤性能和抗擾動性能,可作為一種通用的控制算法。
MWC模糊控制器方框圖如圖1所示。
離線模糊Fuzzy算法
圖1 MWC模糊控制器總框圖圖1中,輸出值Y是與紅外線檢測器實測煙重對應的數(shù)字量,S是卷煙生產(chǎn)過程所要求的卷煙平均重量值(數(shù)字量),計算機將Y值與給定值S相比較,得出煙重偏差數(shù)字量e,經(jīng)計算機處理可以取得偏差變化的數(shù)字量c(c=ei-ei-1,其中ei-1為前次的偏差;ei為本次的偏差),e與c作為模糊控制器的輸入,模糊控制器輸出的控制量是應當調(diào)節(jié)的數(shù)字量d,d對應著平整電機的轉(zhuǎn)速、方向及步數(shù)。 其中,
煙重基準值為S=MW(mg),
偏差測量值范圍為±e(e=過重極限-控制極限)(mg),
重量偏差變化率為±c(c=MW×1%)(mg),
步進電機轉(zhuǎn)速控制范圍為±d。
根據(jù)控制規(guī)則,可以求出對應的模糊關系R,有了R,對于A和B的任何值,通過模糊算法(合成推理規(guī)則),可以求出對應的輸出變量C的值,再用加權平均法就可求出相應的執(zhí)行量z。
如上所述,對于A和B的每一組值,都可求出相應
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