【正文】 控制系統(tǒng)研究。二．輾環(huán)機電控系統(tǒng)1. 控制系統(tǒng)組成控制系統(tǒng)由 PLC, 人機界面， 執(zhí)行元件，操作器件，信號整形電路等幾部分組成。其工作原理為：驅(qū)動輥旋轉(zhuǎn)，其和環(huán)件之間的摩擦帶動環(huán)件旋轉(zhuǎn)，而壓力輥有一個進給運動，從而給環(huán)件以軋制力，于是環(huán)件通過驅(qū)動輥和壓力輥構(gòu)成的軋制孔型產(chǎn)生連續(xù)的局部塑性變形，使環(huán)件壁厚減小，直徑擴大，截面輪廓成型。第 13～14 周（～）、裝訂畢業(yè)論文（6000 字以上，任務(wù)書、開題報告、中、外文摘要、目錄、參考文獻，形式完整，格式正確，參考文獻標(biāo)注頁碼）。第 7～9 周（～），確定控制方法。（含國內(nèi)外研究進展及文獻綜述；提出環(huán)件軋制的控制方案；提出一項以上自己要解決的環(huán)件扎制控制的具體技術(shù)問題，分析可能遇到的困難提出解決思路。，對研究內(nèi)容有一個初步了解。模具圖紙一套。開題報告一份（3000 字左右，查閱文獻應(yīng)在 20 篇以上，文獻綜述引用應(yīng)在 10 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)論文2篇以上，含兩篇以上外文） （與說明書合訂） 。三、重點研究問題針對目前國內(nèi)外環(huán)件軋制的現(xiàn)狀和相應(yīng)問題，設(shè)計和創(chuàng)新輾環(huán)機控制系統(tǒng)，特別是在創(chuàng)新上力圖有所突破。培養(yǎng)獨立完成和鉆研的能力，培養(yǎng)與人合作和團隊精神。培養(yǎng)綜合運用所學(xué)知識，解決實際問題的能力，掌握設(shè)計控制系統(tǒng)的方法。學(xué)會使用現(xiàn)代化的計算工具、數(shù)據(jù)處理手段和計算機繪圖方法。培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真、事實求是、刻苦鉆研的工作作風(fēng)。對控制方法進行實驗或仿真。有條件的情況下對控制系統(tǒng)進行仿真五、論文成果要求實習(xí)報告一份（含電子文檔、實習(xí)報告字?jǐn)?shù)不少于 1500 字） 。參考文獻等，總字?jǐn)?shù)至少在 10000 字以上。六、其它 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)論文12022 年《輾環(huán)機控制系統(tǒng)研究》畢業(yè)設(shè)計進程表時間：3 月 3 日—6 月 11 日，第 1—14 周（含 2 周實習(xí)） ，15 周答辯第 1～2 周（～）； 搞清環(huán)件軋制的基本原理、及相應(yīng)的過程控制。寫出實習(xí)報告。其功用是使環(huán)件產(chǎn)生連續(xù)局部塑性變形，進而實現(xiàn)壁厚減小，直徑擴大，截面輪廓成型。輾環(huán)機是環(huán)件軋制的具體實現(xiàn)設(shè)備，輾環(huán)機控制系統(tǒng)是保證環(huán)件軋制效率和環(huán)件軋制精度的重要影響因素。4) 信號整形及轉(zhuǎn)換電路為光柵信號的整形和轉(zhuǎn)換等。模糊控制實際上是一種非線性控制，從屬于智能控制的范疇。丹麥學(xué)者J．J．Ostergoarcl利用模糊控制器實現(xiàn)了對雙輸入雙輸出的熱交換過程的控制。90年代 模糊控制硬件與軟件的開發(fā)也發(fā)展起來，Yamakawa首次研制了模糊組件。機器人定位系統(tǒng)、汽車定位系統(tǒng)、智能車輛高速公路系統(tǒng)。從廣義上講，模糊控制是應(yīng)用模糊集合理論統(tǒng)籌考慮系統(tǒng)的一種控制方式。 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)論文44. 模糊控制器（1）模糊控制器一般包括 5 部分：：將真實的確定量通過隸屬函數(shù)轉(zhuǎn)化成模糊量。：用于將模糊輸出轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)的數(shù)值輸出。5. 修正因子 修正因子又稱為加權(quán)因子，用a表示。采用的主要技術(shù)路線或方法1. 查閱資料，研究輾環(huán)機的工作原理，根據(jù)環(huán)件軋制的特點制定控制方案。驗證修正因子校正法的有效性。4. 畢業(yè)論文一本，含目錄，中英文摘要，正文，附錄等。時間安排第 12 周 ，搞清環(huán)件軋制的基本原理，及相應(yīng)的過程控制，對研究內(nèi)容有一個初步了解。提出一項以上自己要解決的環(huán)件軋制控制的具體技術(shù)問題，分析可能遇到的困難提出解決思路。 。 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)論文1指導(dǎo)教師意見 簽名：年 月 日 備注 參考文獻，黃興高，朱春東. 環(huán)件軋制理論和技術(shù)[J].，郝用興. 冷輾環(huán)機數(shù)字控制系統(tǒng)設(shè)計[J].，華林. 冷輾擴過程實時測控技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r[J].3. 郝用興，張猛. 輾環(huán)機數(shù)字控制系統(tǒng)[J].4. 顏士偉，余世浩. 環(huán)件輾擴加工的控制方法[J].5. 廉小親，模糊控制技術(shù)，北京：中國電力出版社.6. 周存龍，黃慶學(xué). 特種軋制設(shè)備.7. 齊占慶 主編 機床電氣控制技術(shù) 機械工業(yè)出版社8. 劉金琪 編著 機床電氣自動控制 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社9. 許雯 鍛壓裝備與制造技術(shù).10. 李斌 國內(nèi)外冷輾環(huán)機特點分析[J]。武漢理工大學(xué)。15. 朱春東，1997,15(5 ):4042 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)論文1摘要冷輾擴是一種生產(chǎn)高精度、高性能無逢環(huán)件的技術(shù)，該技術(shù)在機械、汽車、船舶、冶金、化工、航空航天等領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。在模糊控制器設(shè)計中，合理地選擇模糊控制器輸入變量的量化因子和輸出變量的比例因子非常重要。關(guān)鍵詞：冷輾環(huán)，軋制，智能控制，修正因子。本文旨在建立環(huán)件軋制過程控制模型和方法，以期為軋制質(zhì)量控制提供技術(shù)依據(jù)。在 70 年代中，提出了模糊控制問題，并在這一領(lǐng)域開展了大量的研究。使用了 24 條“if A then B then C”這種形式的語言規(guī)則實現(xiàn)了控制，取得了比傳統(tǒng)的 DDC 控制還要好的效果。加入速度的預(yù)測方法是以過去的經(jīng)驗為標(biāo)準(zhǔn)，增加補償部分，作成模糊控制器，經(jīng)在凈水場進行試驗，結(jié)果與熟練操作人員的設(shè)定值非常吻合。電能節(jié)約 11％一 14％。此后，汪培莊、樓世博、尤照升、陳國權(quán)、宋大鶴等人在模糊控制理論相控制算法方面作了大量的研究工作，在模糊控制理論上取得了可喜的成果，為模糊控制技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用打下了理論基礎(chǔ)。結(jié)果表明，無論動態(tài)響應(yīng)持性還是穩(wěn)態(tài)精度都獲得了滿意的結(jié)果。（2）建立輾環(huán)機伺服進給系統(tǒng)的動力學(xué)方程。1965年，美國；1973年他給出了模糊邏輯控制的定義和相關(guān)的定理。這一開拓性的工作標(biāo)志著模糊控制論的誕生。模糊控制的發(fā)展最初在西方遇到了較大的阻力，然而在東方尤其是在日本，卻得到了迅速而廣泛的推廣應(yīng)用。其典型應(yīng)用的例子涉及生產(chǎn)和生活的許多方面，例如在家用電器設(shè)備中有模糊洗衣機、空調(diào)、微波爐、吸塵器、照相機和攝錄機等：在工業(yè)控制領(lǐng)域中有水凈化處理、發(fā)酵過程、化學(xué)反應(yīng)、水泥窯爐等的模糊控制；在專用系統(tǒng)和其它方面有地鐵靠站停車、汽車駕駛、電梯、自動扶梯、蒸汽引擎以及機器人的模糊控制等。 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)論文5在實際應(yīng)用中，往往是將模糊控制或模糊推理的思想，與其它相對成熟的控制理論或方法結(jié)合起來，發(fā)揮各自的長處，從而獲得理想的控制效果。從廣義上講，模糊控制是應(yīng)用模糊集合理論統(tǒng)籌考慮系統(tǒng)的一種控制方式。 基于 TS 模型的模糊系統(tǒng)TS模型由日本的 Takagi和Sugeno提出，它在每條規(guī)則的結(jié)論部分即輸出是線性方程，表示系統(tǒng)局部的線性輸入/輸出關(guān)系，而系統(tǒng)的總輸出是所有線性子系統(tǒng)輸出的加權(quán)平均，可以表示全局的非線性輸入/輸出關(guān)系. 因此這類模糊系統(tǒng)能對非線性系統(tǒng)實現(xiàn)局部線性化，適合于工程應(yīng)用。模糊控制要有良好的控制效果，關(guān)鍵必須具有較為完善的控制規(guī)則，但對于復(fù)雜的工業(yè)過程有時難以總結(jié)出較完善的經(jīng)驗，并且當(dāng)對象動態(tài)特性發(fā)生變化，或者受到隨機干擾影響時都會影響模糊控制的控制效果，為促進模糊控制的研究，目前已經(jīng)進行了一些改進。而且由于被控過程的非線性、高階次、時變性以及隨機干擾等因素的影響，造成模糊控制規(guī)則粗糙或者不夠完善，從而不同程度地影響控制效果。龍升照和汪培莊提出的解析描述的模糊控制規(guī)則自調(diào)整方法，為研究自適應(yīng)模糊控制提供了新途徑。 模糊預(yù)測控制預(yù)測控制具有易于建模、魯棒性好的特點，因此它與模糊控制的結(jié)合使模糊控制有了新的發(fā)展。 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模糊控制神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)本質(zhì)上是一個非線性動力學(xué)系統(tǒng)，但是它并不依賴于模型，它的顯著特點是具有學(xué)習(xí)性。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊理論相結(jié)合用于控制有以下幾種形式：（1)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動模糊推理；（2)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)記憶模糊規(guī)則的控制；（3)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化模糊控制器的參數(shù)，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在被控系統(tǒng)運行過程中在線對隸屬函數(shù)進行修正、優(yōu)化和調(diào)整量化因子和比例因子；（4)利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)獲取知識和提取知識。圖22 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 基于遺傳算法的模糊控制由于模糊邏輯控制所要確定的參數(shù)很多，專家的經(jīng)驗只能起一個指導(dǎo)作用，很難根據(jù)它準(zhǔn)確地定出各項參數(shù)，因而實際上還要反復(fù)試湊，尋找一個最優(yōu)過程，按所給優(yōu)化性能指標(biāo)，對被控對象進行尋優(yōu)學(xué)習(xí)，從而有效地確定模糊邏輯控制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)。利用遺傳算法優(yōu)化模糊控制器時，主要是優(yōu)化模糊控制器的控制規(guī)則與隸屬函數(shù)。圖 23 基于遺傳算法的模糊控制結(jié)構(gòu)圖 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)論文9 模糊控制系統(tǒng)工作原理 模糊控制器的解析結(jié)構(gòu) 圖 24 模糊控制器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模糊控制器：它是模糊控制系統(tǒng)的核心，是采用基于模糊控制知識和規(guī)則推理的語言型“模糊控制器”也是模糊控制系統(tǒng)區(qū)別于其他控制系統(tǒng)的主要標(biāo)志。（2）確定模糊控制器輸入量和輸出量的論域，確定各變量的模糊語言取值及相應(yīng)的隸屬函數(shù)，即迸行模糊化。例如：：取 5 個語言變量 NB、NS、O、PS、PB，e、△e 的論域范圍是{1，1}，模糊化以后，語言變量值圖形表示如圖所示。 藉 由 詢 問 經(jīng) 驗 豐 富 的 專 家 ， 在 獲 得 系 統(tǒng) 的 知識 后 ， 將 知 識 改 為 “if…then”的 型 式 ， 則 如 此 便 可 構(gòu) 成 模 糊 控 制 規(guī) 則 。③ . 根 據(jù) 資 料 自 我 學(xué) 習(xí)為 了 改 善 模 糊 控 制 器 的 性 能 ， 必 須 讓 它 有 自 我 學(xué) 習(xí) 或 自 我 組 織 的 能 力 ， 得 模 糊 控制 器 能 依 設(shè) 定 的 目 標(biāo) ， 增 加 或 修 改 模 糊 控 制 規(guī) 則 。模糊控制器的實現(xiàn)可由模糊控制通用芯片實現(xiàn)或由計算機(或微處理機)的程序來實現(xiàn)。(4)控制規(guī)則：它是模糊控制器的核心，是專家的知識或現(xiàn)場操作人員的經(jīng)驗的一種體現(xiàn)，即控制中所需要的策略。 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)論文13 模糊控制的特點由于模糊控制采用模糊推理，模擬人類思維，對難以建立精確數(shù)學(xué)模型的對象實施控制。② 控制系統(tǒng)不要求知道被控對象的精確數(shù)學(xué)模型，只需要提供現(xiàn)場操作人員的經(jīng)驗知識及操作數(shù)據(jù)。由于介入了人類的經(jīng)驗．因而能夠處理復(fù)雜甚至“病態(tài)”系統(tǒng)。所以如何建立一套系統(tǒng)的模糊控制理論，以解決模糊控制的機理、穩(wěn)定性分析、系統(tǒng)化設(shè)計方法等一系列問題。(4) 如何保證模糊控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性即如何解決模糊控制中關(guān)于穩(wěn)定性和魯棒性問題。壓力輥和導(dǎo)向輥可以繞軸向在和環(huán)件的摩擦作用下自由地轉(zhuǎn)動。精密冷輾環(huán)機的滑塊進給是影響冷輾工藝的關(guān)鍵因素，對其實現(xiàn)良好的運動控制，不僅能有效提高冷輾件的質(zhì)量和精度，而且能改善芯輥的受力情況和使用壽命。而現(xiàn)代控制理論采用的數(shù)學(xué)模型主要以狀態(tài)空間方程為基礎(chǔ)。上述進給機構(gòu)模型可為電氣傳動和機械傳動兩部分，圖中虛線的左側(cè)為電氣傳動部分，右側(cè)為機械傳動部分。 機械傳動部分的建?？紤]到機械傳動部分的待定參數(shù)較少，而且易于估計，對機械傳動部分的建模采用數(shù)學(xué)推導(dǎo)和參數(shù)估計的方法，其中去為絲杠副的角度到直線位移的傳動比，L為絲杠的導(dǎo)程。這個速度環(huán)可以近似為一個一階慣性環(huán)節(jié)： ??1mKGsT??其中 是系統(tǒng)的電氣時間常數(shù)，K 是速度環(huán)放大倍數(shù)。執(zhí)行電機的響應(yīng)時間，當(dāng)測試數(shù)據(jù)達到穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)的2／3時所用的時間即是執(zhí)行電機的的機電常數(shù) =0．158。它在數(shù)學(xué)類科技應(yīng)用軟件中在數(shù)值計算方面首屈一指?？梢灾苯诱{(diào)用,用戶也可以將自己編寫的實用程序?qū)氲?MATLAB 函數(shù)庫中方便自己以后調(diào)用，此外許多的 MATLAB 愛好者都編寫了一些經(jīng)典的程序，用戶可以直接進行下載就可以用。為了進行模糊化處理，必須將輸入變量從基本論域轉(zhuǎn)換到相應(yīng)的模糊集的論域，這中間必須將輸入變量乘以相應(yīng)的量化因子。 選得較大時，系統(tǒng)的超調(diào)也較大，e過渡過程較長。量化因子 和 的大小影響著輸入變量誤e差和誤差變化的不同加權(quán)程度， 和 兩者之間也相互影響。它們的語言變量值都為5個，分別為：負(fù)大(n1)