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  • 《现代电子技术》2006年第16期摘录:《现代电子技术》2006年第1

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正文摘录:

《现代电子技术》2006年第16期总第231期》新型元器件司3.2系统结构该系统结构图如图2所示。模拟输入量的A/D转换由微控制器内部A/D转换器实现;MSCl210的PwM输出可以用作控制量输出;在系统编程下载电路通过串口与Pc机相连方便了程序的下载和系统调试,有利于系统在线升级。哥坚!i芦}坚型!I——匝妄图2PID控制器系统设计结构图3.3控制器的设计12“]3.3.1确定模糊控制器的结构模糊控制器结构图1所示,模糊控制器采用了二输入三输出结构。输入为误差量E,误差变化率E.;输出PID参数的调整量△K。△K,和△K。。系统输人输出E,E。△K,,△K,,△K。变化范围是根据系统的实际情况设定;元素整数论域可根据需要设定,该系统中E,E。△K,,△K,,△K。的元素论域都为:{一6,一5,一4,一3,一2,一1,O,1,2,3,4,5,6};量化因子的确定是根据系统输人输出的实际变化范围和元素整数论域范围并通过经验公式运算得到的;如果偏差的实际变化范围在区间[。,胡之间,则可通过式(1)进行变换:T一兰[z一半](1)T—F—Lz一—百一JLlJf,一“L各个模糊子集均为:~NB,NM,NS,Z(),Ps,PM,PB\。3.3.2隶属函数该控制器中隶属函数采用常用的三角型曲线。3.3.3模糊规则及输出控制量的计算根据参数整定规则和专家经验,列出相应的参数调节规则如表l所示。表l针对AKP。AK,。AK。3个参数分别自调整的模糊控制规则表NBNMNs及)PsPMPBNBPB}NBfPsPBfNBfNsPM,NMfNBPs?NMfNBPsfNsfNBiDf2.f)fNMZ【)fZ【)fl’sNMP8fNB?PsPB?NB?NsPM?NMfNBPsfNSfNMPsfNsfNMiDf2DfNsNs?20f∞NsPMfhⅡlfZol’M}vNM?NsPM“惦fNMPs?Ns』NMPsfNsfNM2”?2℃fNsPNsfPsfN【)7』)PMfNMf20PMINMfNSPsfNsfNsZ0fzlfNsNs?PsNsNMfPMfNsNMfPN?∞PsPsⅢMf∞Ps川sf∞∞f∞饵)Ns旧sf∞NsfPsf鄹NM旧Mf∞NMjPBf珏)pMPs}m『PB抛7∞『PsNs旧s?PSNM7PS#PsNM『pM岬sNM『1)BpsNB渖B『I】BPBZ0fz【)旧Ba)fr,I)『PMNM胛sjPMNMfPM?PMNMfl’M旧SNB『PB旧sNB悝B旧B△K,,△K,,△K。的模糊规则表建立好后,应用模糊合成推理设计PID参数的矩阵表,在线运行过程中,微机测控系统通过对模糊逻辑规则的结果处理、查表和运算。对K,,K,,K。进行在线自调整,计算公式如式(2)所示:rKP—Km+{E,,日}PjK,一K。+{E。,E。、}J(2)【K。一K。+{E。,Ec}。式中K,,K,,K。分别是调整后PID控制器的比例系数、积分系数和微分系数,KP。,K。,K。是自适应模糊PID控制器的3个控制参数的初值,{EJ,E。,},,{E。,E.},,{EJ,睇)。是偏差E。与偏差变化E。,对应的PID参数的调节输出值。3.4控制算法的软件设计系统的控制量输出采用PwM方式;初始的PID参数采用继电整定方式求得,然后利用模糊控制原理实施在线调整。模糊控制部分的程序设计流程图如图3所示。4结语匠图3PID运算程序流程图本文设计了基于MSCl210的多通道模糊PID控制器,与I。CD相结合实现了PID控制曲线的实时显示,具有在系统编程功能,有利于在线升级,同时可以对多个被控对象进行控制。该系统已经应用于真空烧结炉控制系统和实验室控温炉系统中,两个系统运行一年来,控制效果良好,性能稳定。(下转第36页)

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