【正文】 yuKl?量化因子 和 的大小對(duì)控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能影響極大。 3．模糊控制規(guī)則的設(shè)計(jì)模糊控制器的輸入變量為誤差e和誤差變化率ec，輸出變量為u。過大時(shí)系統(tǒng)上升速度過快，也會(huì)產(chǎn)生震蕩，甚至使系統(tǒng)不穩(wěn)定。由于這 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)論文20種控制器的輸入量除了誤差外，還增加了誤差變化率，因此系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)控制性能較一維模糊控制器好，這種結(jié)構(gòu)反映模糊控制器具有PD控制規(guī)律，從而有利于保證系統(tǒng)穩(wěn)定性，并可減少系統(tǒng)的超調(diào)量，削弱系統(tǒng)的振蕩現(xiàn)象。 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)論文19 第四章 輾環(huán)機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)模糊控制器設(shè)計(jì)與仿真 matlab 簡介MATLAB 是矩陣實(shí)驗(yàn)室（Matrix Laboratory）的簡稱，是美國 MathWorks 公司出品的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件，用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計(jì)算的高級(jí)技術(shù)計(jì)算語言和交互式環(huán)境，主要包括 MATLAB 和 Simulink 兩大部分。綜合考慮后等效為 ，阻5210/Nm?，可計(jì)算得阻尼b=2530．得到的傳遞函數(shù)為： ?????? 電氣傳動(dòng)部分建模交流伺服驅(qū)動(dòng)部分包括位置單元、速度單元、及交流伺服電機(jī)。為了便于對(duì)進(jìn)給機(jī)構(gòu)的控制性能進(jìn)行分析，需要對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)建立適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型。輾環(huán)機(jī)是環(huán)件軋制的具體實(shí)現(xiàn)設(shè)備，圖 31 環(huán)件輾壓示意圖1. 驅(qū)動(dòng)輥 2. 環(huán)件 3. 導(dǎo)向輥 4. 芯輥 5. 信號(hào)輥 冷輾工藝?yán)漭殧U(kuò)工藝是當(dāng)今先進(jìn)的軸承圈和環(huán)形件加工工藝，節(jié)省材料，冷輾件精度高，金屬流線及尺寸統(tǒng)一性好，可大大提高冷輾件的使用壽命。(3) 信息簡單的模糊處理將導(dǎo)致系統(tǒng)的控制精度降低和動(dòng)態(tài)品質(zhì)變差。③ 控制推理采用“不精確推理”(Approximatc Reasoning)。(5)模糊推理：輸入量模糊化后的語言變量 E、Ec(具有一定的語言值)作為模糊推理部分的輸入，再有 E、Ec 和總的控制規(guī)則 R，根據(jù)推理合成規(guī)則進(jìn)行模糊推理得到模糊控制量 U。 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)論文12 模糊控制的基本理論模糊控制的基本原理如圖27所示。 圖26 輸出U的模糊量(3) 建立模糊控制規(guī)則 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)論文11模糊控制規(guī)則的確定有以下幾種方法： ① . 專 家 的 經(jīng) 驗(yàn) 和 知 識(shí)前 面 曾 經(jīng) 提 到 模 糊 控 制 也 稱 為 控 制 上 的 專 家 系 統(tǒng) ， 專 家 的 經(jīng) 驗(yàn) 和 知 識(shí) 是 設(shè) 計(jì) 上 有余 力 的 線 索 。 模糊控制器設(shè)計(jì)（1）選定模糊控制器的輸入量輸出量。它的主要特點(diǎn)是群體搜索和群體中個(gè)體之間的信息交換，搜索不依賴梯度信息，因而它可以高效率地找到全局最優(yōu)解或接近最優(yōu)解。而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)環(huán)境的變化具有較強(qiáng)的自適應(yīng)能力，所以可結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)能力來訓(xùn)練模糊規(guī)則，提高整個(gè)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)能力和表達(dá)能力。模糊控制規(guī)則可以調(diào)整的一般模糊控制器輸出采用解析表達(dá)式，因此提出了帶有一個(gè)調(diào)整因子的控制規(guī)則，根據(jù)不同的狀態(tài)來選用不同的調(diào)整因子，從而相應(yīng)改變了控制規(guī)則。 自適應(yīng)模糊控制自適應(yīng)模糊控制就是它能自動(dòng)地對(duì)模糊控制規(guī)則進(jìn)行修改、改進(jìn)和完善，以提高控制系統(tǒng)性能。 基本模糊系統(tǒng)具有標(biāo)準(zhǔn)的模糊化處理、模糊推理、非模糊化處理3個(gè)基本環(huán)節(jié)。但由于模糊規(guī)則是人們對(duì)過程或?qū)ο竽：畔⒌臍w納，對(duì)高階、非線性、大時(shí)滯、時(shí)變參數(shù)以及隨機(jī)干擾嚴(yán)重的復(fù)雜控制過程，人們的認(rèn)識(shí)往往比較貧乏或難以總結(jié)完整的經(jīng)驗(yàn)，這就使得單純的模糊控制在某些情況下很粗糙，難以適應(yīng)不同的運(yùn)行狀態(tài)，影響了控制效果。模糊控制的一大特點(diǎn)是既具有系統(tǒng)化的理論，又有著大量實(shí)際應(yīng)用背景。（4）研究修正因子對(duì)輾環(huán)機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)的模糊控制的影響用SIMULINK 進(jìn)行仿真并尋求最優(yōu)解。值得提出的是馬方清、盧潤德等人把模糊控制技術(shù)用在選煤廠精煤的離心脫水過程控制。例如:1983 年，日本日立制造廠系統(tǒng)開發(fā)研究所的安信等人，用預(yù)測模糊控制的方法對(duì)電氣鐵路列車的運(yùn)行和停止進(jìn)行控制，使用了 24 條控制規(guī)則構(gòu)成了模糊控制器。主要工作是由馬丹尼(E．H．Mamdani)和他的學(xué)生們進(jìn)行的，其次有劍橋大學(xué)的湯哥（） 。在環(huán)件軋制中，軋環(huán)機(jī)的進(jìn)給速度是可變的，合理地設(shè)計(jì)和控制軋環(huán)機(jī)的進(jìn)給速度是實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定軋制的前提，然而迄今國內(nèi)外有關(guān)技術(shù)手冊(cè)尚未對(duì)環(huán)件軋制進(jìn)給速度的設(shè)計(jì)提出規(guī)范和方法。 隨著智能控制技術(shù)的發(fā)展，智能控制技術(shù)逐漸應(yīng)用到了多種機(jī)械設(shè)備控制中，本次研究了利用模糊控制技術(shù)對(duì)輾環(huán)機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)實(shí)施智能控制。西安理工大學(xué)。，確定個(gè)控制環(huán)節(jié)。 第 34 周 了解輾環(huán)軋制領(lǐng)域的最新進(jìn)展，了解環(huán)件軋制設(shè)備與軋制過程，寫出實(shí)習(xí)報(bào)告。2. 開題報(bào)告一份（查閱文獻(xiàn)應(yīng)在 20 篇以上，應(yīng)用的文獻(xiàn)資料在 10 篇以上）。用修正因子校正法對(duì)模糊控制規(guī)則進(jìn)行優(yōu)化，效果很好。：以 IFTHEN 控制規(guī)則形式給出的信息。2. 模糊控制理論模糊控制理論以模糊數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)，以模糊集合，模糊關(guān)系，模糊推理來模仿人類思維的判斷綜合推理，處理，解決常規(guī)方法難以解決的問題。日本S．Murakami成功研制了基于語言真值推理的模糊控制器，并應(yīng)用于汽車速度的自動(dòng)控制。 自 1965 年 教授提出了模糊數(shù)學(xué)理論，模糊理論開始發(fā)展起來。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(dòng)。，確定個(gè)控制環(huán)節(jié)。外文專業(yè)資料翻譯 2022 字以上（與說明書合訂） 。二、主要內(nèi)容研究清楚輾環(huán)機(jī)的工作原理，制定合理的控制方案。畢 業(yè) 論 文題目 輾環(huán)機(jī)控制系統(tǒng)研究 ——帶單個(gè)修正因子的輾環(huán)機(jī)模糊控制系統(tǒng)研究 學(xué) 院 機(jī)械學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化姓 名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 2022 年 月 日華 北 水 利 水 電 學(xué) 院畢 業(yè) 論 文 任 務(wù) 書論文題目：輾環(huán)機(jī)控制系統(tǒng)研究專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班級(jí)學(xué)號(hào)： 姓 名： 指導(dǎo)教師： 設(shè)計(jì)期限： 2022 年 3 月 3 日開始2022 年 6 月 11 日結(jié)束學(xué) 院： 機(jī)械學(xué)院2022 年 3 月 3 日 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)論文1一、畢業(yè)論文的目的畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生由理論學(xué)習(xí)向生產(chǎn)實(shí)踐過渡的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)要達(dá)到以下目的：總結(jié)在校期間所學(xué)的知識(shí)，使所學(xué)的理論知識(shí)得到鞏固、擴(kuò)大、深入和系統(tǒng)化，并能學(xué)以致用。根據(jù)控制方案確定各控制環(huán)節(jié)的具體實(shí)現(xiàn)方法。畢業(yè)論文一份，含任務(wù)書、目錄、中外文摘要（400 字左右） ，序言、國內(nèi)外研究進(jìn)展、存在的問題、本文研究目的與內(nèi)容、研究方法原理與過程、結(jié)論。第 3～4 周（3．14～）、了解環(huán)件軋制領(lǐng)域的最新進(jìn)展、了解環(huán)件軋制設(shè)備與軋制過程。第 10～12 周（～）。導(dǎo)向輥給環(huán)件壓力作用以保證環(huán)件的平穩(wěn)轉(zhuǎn)動(dòng)。1974 年，Mamdani 在蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)上成功地運(yùn)用了模糊控制，開始了模糊控制的應(yīng)用階段。Jasunobo等人研究了預(yù)測模糊控制，將其應(yīng)用于火車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)和集裝箱起重機(jī)的自動(dòng)操作系統(tǒng)。模糊控制是智能控制最早的形式，它吸取了人的具有模糊性的特點(diǎn)。：基于模糊規(guī)則，采用模糊邏輯操作和推理方法而獲得模糊輸出。因此，當(dāng)被控對(duì)象采用帶有調(diào)整因子的模糊控制器進(jìn)行控制時(shí)，在適當(dāng)?shù)卮_定誤差及誤差變化的論域的基礎(chǔ)上，再通過調(diào)整加權(quán)因子a可以獲得較好的控制效果。3. 外文專業(yè)資料翻譯 2022 字以上（與畢業(yè)論文合訂） 。（含國內(nèi)外研究進(jìn)展及文獻(xiàn)綜述，提出環(huán)件軋制的控制方案。第 1011 周 。12. 華林. 環(huán)件冷輾擴(kuò)技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展。對(duì)模糊控制理論的分類及其組成，對(duì)模糊控制器的設(shè)計(jì)及應(yīng)用進(jìn)行了綜述。通過對(duì)環(huán)件軋制過程控制的研究，尤其是軋環(huán)機(jī)直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的研究，對(duì)在軋制過程中控制直線進(jìn)給速度具有一定的指導(dǎo)意義。1974 年馬丹尼首先用模糊控制語句組成模糊控制器，對(duì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)性的蒸汽機(jī)進(jìn)行控制，控制的問題是調(diào)節(jié)熱量和節(jié)流閥的設(shè)定值，以控制蒸汽機(jī)的速度和鍋爐的蒸汽的設(shè)定值。改變道路的坡道等條件，用仿真方法與 PID 控制對(duì)比，表明模糊控制與熟練駕駛員控制結(jié)果相當(dāng)。孫庚山、蘭西柱等人把帶有自調(diào)整模糊控制規(guī)則的模糊控制器用于型煤生產(chǎn)過程中的型煤機(jī)成型壓力系統(tǒng)控制，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)作了數(shù)字仿真研究。 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)論文4第二章 模糊控制系統(tǒng)研究 模糊控制簡介模糊邏輯控制(Fuzzy Logic Control)簡稱模糊控制(Fuzzy Control)，是以模糊集合論、模糊語言變量和模糊邏輯推理為基礎(chǔ)的一種計(jì)算機(jī)數(shù)字控制技術(shù)。模糊控制的基本思想就是在控制方法上應(yīng)用模糊集合理論，把人的控制策略的自然語言轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)能夠接受的算法語言所描述的控制算法，通過模擬人的思維方式對(duì)一些無法構(gòu)造數(shù)學(xué)模型的被控對(duì)象進(jìn)行有效的控制。常規(guī)模糊控制的兩個(gè)主要問題在于：改進(jìn)穩(wěn)態(tài)控制精度和提高智能水平與適應(yīng)能力。模糊規(guī)則的輸入與輸出均為模糊量,模糊推理采用super*合成。已經(jīng)知道，模糊控制器控制質(zhì)量的好壞主要取決于模糊控制規(guī)則的設(shè)定，對(duì)于那些時(shí)變的、非線性的復(fù)雜系統(tǒng)采用模糊控制時(shí)，要獲得良好的控制效果，必須要求模糊控制器具有較完善的控制規(guī)則。調(diào)整因子也可以為兩個(gè)或多個(gè)，控制精度也會(huì)提高。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以通過訓(xùn)練來學(xué)習(xí)給定的經(jīng)驗(yàn)，并據(jù)此生成映射規(guī)則。圖4為基于遺傳算法的模糊控制結(jié)構(gòu)。輸入量為偏差 e=RY 及偏差變化率△e，輸出量為 u。 人 類 日 常 生 活 常 中 判 斷 事 情 時(shí) ， 使 用 語 言 定 性 分 析 多 于 數(shù) 值 定 量 分 析 ；而 模 糊 控 制 規(guī) 則 提 供 了 一 個(gè) 自 然 的 架 構(gòu) 來 描 述 人 類 的 行 為 及 決 策 分 析 ， 并 且 專 家 的 知識(shí) 通 常 可 用 “if…then”的 型 式 來 表 示 。它的核心部分是模糊控制器，如圖中虛線部分表示，它主要包括輸入量的模糊化、模糊推理和逆模糊化(或稱模糊判決)三部分。(6)逆模糊化：為了對(duì)被控對(duì)象施加精確的控制，必須將模糊控制量轉(zhuǎn)化為精確量u，即逆模糊化。推理過程模仿人的思維過程。若要提高精度則必然增加量化級(jí)數(shù)，從而導(dǎo)致規(guī)則搜索范圍擴(kuò)大，降低決策速度，甚至不能實(shí)時(shí)控制。目前環(huán)形件，尤其是無縫件的加工中，得到同行業(yè)的廣泛關(guān)注。對(duì)進(jìn)給機(jī)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)?shù)哪Ｐ秃喕梢缘玫綀D所示的進(jìn)給機(jī)構(gòu)模型示意圖 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)論文16圖33 進(jìn)給機(jī)構(gòu)模型示意圖其中v是對(duì)進(jìn)給機(jī)構(gòu)的控制電壓，i表示電機(jī)中的電流， 表示電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的電壓一viK電流轉(zhuǎn)換比， 表示電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，J表示絲杠及聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量， 是電機(jī)的角速m ?度，k是絲杠到工作臺(tái)的傳動(dòng)剛度(包括接觸剛度，扭轉(zhuǎn)剛度和軸向拉壓剛度)，b為阻尼，M為工作臺(tái)的質(zhì)量(包括所有的直線運(yùn)動(dòng)部件的質(zhì)量)，x為工作臺(tái)的位移。對(duì)于我們要研究的交流伺服系統(tǒng)來說，把機(jī)械部分都近似看成是剛性的，電氣部分也考慮成理想的，忽略系統(tǒng)的延遲，通常認(rèn)為伺服放大器和交流伺服系統(tǒng)綜合起來，構(gòu)成一個(gè)速度環(huán)。MATLAB 和 Mathematica、Maple 并稱為三大數(shù)學(xué)軟件。2. 量化因子和比例因子的選擇在模糊控制器設(shè)計(jì)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也是非常重要的。 選得較大時(shí)，系eK Kec統(tǒng)的超調(diào)較小，但是系統(tǒng)的響應(yīng)速度變慢。eKc輸出控制量的比例因子 作為模糊控制器總的增益，它的大小影響著控制器的輸出，u 選擇過小會(huì)使動(dòng)態(tài)響應(yīng)過程變長，而 選擇過大會(huì)使系統(tǒng)振蕩加劇，通過調(diào)整Ku u可以改變被控對(duì)象輸入的大小。量化因子一般用 表示，誤差的量化因子K和誤差變化的量化因子 分別由下面兩個(gè)公式來確定，即：eKKec maxne?maxec?每次采樣經(jīng)模