【正文】 控制算法進(jìn)行控制。由此，先進(jìn)的工業(yè)控制技術(shù)也就應(yīng)運(yùn)而生。 設(shè)計(jì)的基本步驟 第一步：在采樣時(shí)刻，采樣系統(tǒng)的輸出值，然后根據(jù)所選擇的系統(tǒng)的輸入變量來進(jìn)行計(jì)算，得到輸入變量的具體值。在此我們也選擇這一結(jié)構(gòu)形式。雖然 AD420 的輸入是 16 位的數(shù)字量，但在設(shè)計(jì)過程中，我們先采用 8 位的方式來進(jìn)行處理，所以它的范圍基于 CAN 總線的液位模糊控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及研究是 0FFH，這就是輸出量的模糊子集論域。該芯片的輸入量為 05V 的電抓量。而這次實(shí)習(xí)也正好鍛煉我們這一點(diǎn)，這也是非常寶貴的。 模糊控制的主要缺陷： (1)精度不太高； (2)自適應(yīng)能力有限； (3)易產(chǎn)生振蕩現(xiàn)象。 3． 1 模糊控制與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的融合 近年來，模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)不僅在各自的學(xué)科里取得了引入注目的進(jìn)展，而且在這兩個(gè)學(xué)科的邊緣開辟了眾多研究新領(lǐng)域。大體說來，在模糊控制理論和應(yīng)用方面應(yīng)加強(qiáng)研究的主要方向?yàn)椋? (1)適合于解決工程上普遍問題的穩(wěn)定性分析方法，穩(wěn)定性評價(jià)理論體系；控制器的魯棒性分析，系統(tǒng)的可控性分析和可觀性判定方法等。模糊控制系統(tǒng)易于接受，設(shè)計(jì)簡單，維護(hù)方便，而且比常規(guī)控制系統(tǒng)穩(wěn)定性好，魯棒性高。圖 3— 2 為電機(jī)調(diào)試輸出結(jié)果，其橫坐標(biāo)為時(shí)間軸，縱坐標(biāo)為轉(zhuǎn)速。直接采用模糊芯片開發(fā)產(chǎn)品己成為趨勢。 模糊控制具有的突出特點(diǎn)： (1)模糊控制是一種基于規(guī)則的控制，它直接采用語言型控制規(guī)則，出發(fā)點(diǎn)是現(xiàn)場操作人員的控制經(jīng)驗(yàn)或相關(guān)專家的知識，在設(shè)計(jì)中不需要建立被控對象的精確的數(shù)學(xué)模型，因而使得控制機(jī)理和策略易于接受與理解，設(shè)計(jì)簡單，便于應(yīng)用 (2)由工業(yè)過程的定性認(rèn)識出發(fā)，比較容易建立語言控制規(guī)則，因而模糊控制對那些數(shù)學(xué)模型難以獲取，動態(tài)特性不易掌握或變化非常顯著的對象非常適用。 同時(shí)我認(rèn)為我們的工作是一個(gè)團(tuán)隊(duì)的工作，團(tuán)隊(duì)需要個(gè)人，個(gè)人也離不開團(tuán)隊(duì)，必須發(fā)揚(yáng)團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。剩下的 29H— 59H 單元，除個(gè)別單元固定分配給少許的全局變量外，大多數(shù)進(jìn)行動態(tài)的分 配，這樣可提高其利用效率。至于三角形具體形狀及位置的有關(guān)參數(shù)，是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)初步確定的，在控制器調(diào)試的時(shí)候還需要對這些進(jìn)行反復(fù)的修改。 第四步：控制量的模糊量轉(zhuǎn)化為精確量。液位控制一般是控制液體的流入量的大小來控制液位的，流出量是根據(jù)后續(xù)工藝生產(chǎn)的需求而調(diào)節(jié)的，這種需求的數(shù)量和速度是不斷變化的。因此便嘗試著以模糊數(shù)學(xué)來處理這些控制問題 。黃石理工學(xué)院 課程設(shè)計(jì)報(bào)告 1 摘要 隨著科技的不斷進(jìn)步，工業(yè)生產(chǎn)過程已經(jīng)向大型化、精細(xì)化、現(xiàn)代化以及復(fù)雜性發(fā)展，一般的常規(guī)控制方法已經(jīng)不能滿足實(shí)際生產(chǎn)的需求。 模糊控制是一種以模糊數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)數(shù)字控制。 3. 非線性。上一步雖然通過模糊推理得到了控制量，但它是模糊形式的，而真正的執(zhí)行機(jī)構(gòu)不能接受模糊量，只能接受精確量，所以必須把控制量由模糊形式轉(zhuǎn)化為精確形式，這一步也叫做解模糊化。根據(jù)隸屬函數(shù)可以得出模糊子集元素對各黃石理工學(xué)院 課程設(shè)計(jì)報(bào)告 8 模糊詞集的隸屬程度 ,具體如表 1 所示： 6 5 4 3 2 1 0 1 2 3 4 5 6 PB 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 PM 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 PS 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ZE 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 NS 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 NM 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 NB 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 表 1 誤差的模糊變量的賦值表 對于模糊控制器的輸出量，雖然它是執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制量，但還需經(jīng)過 D/A的轉(zhuǎn)換。 檢測電路 處理器芯片 I/O 接口 外圍電路 A/D 轉(zhuǎn)換 傳感器 A/D 轉(zhuǎn)換 傳感器 圖 ：硬件設(shè)計(jì)連接圖 程序編寫中的幾點(diǎn)說明 a. 在程 序的起始部分 ,加了一個(gè)大約 100ms的延時(shí)是因?yàn)閱纹瑱C(jī)系統(tǒng)的一些外圍芯片在上電時(shí)有一個(gè)上電復(fù)位過程 ,如果這些芯片復(fù)位還未完全結(jié)束時(shí)就對其進(jìn)行操作會得到錯誤的結(jié)果 . AT89C51 是 8 位機(jī) ,所以在制做模糊控制查詢表時(shí)其 中 的 輸出值也為 8 位 .但數(shù) /模轉(zhuǎn)換器件 AD420 是 16 位的 ,在編程中將 查 表得到的值作為高 8 位 ,低 8 位按 0 進(jìn)行輸出 . c. 為了使系統(tǒng)開機(jī)工作時(shí)能保持和上次關(guān)機(jī)前相 同的工作狀態(tài) ,就需要將有關(guān)的參數(shù)存儲起來 ,譬如液位的設(shè)定值等 ,這里選用的存儲芯片是 AT24C01. ,采取了連續(xù)采樣 10 次 ,剔除最大最小值 ,然后進(jìn)行平均的方法 . 黃石理工學(xué)院 課程設(shè)計(jì)報(bào)告 12 Y N 計(jì)數(shù)器 +1 保護(hù)參數(shù) 采樣周 期到？ 恢復(fù)現(xiàn)場有關(guān)參數(shù) 查詢模糊控制 表輸出控制量 中斷返回 將輸入值轉(zhuǎn)換到模糊子集論域 讀取液位實(shí)際值計(jì)算誤差及變化率 計(jì)數(shù)器清零 在主程序中主要完成有關(guān)的初始化操作，按鍵掃描和顯示刷新，程序流程圖見圖 4 實(shí)現(xiàn)控制功能是通過 T0 中斷計(jì)時(shí)，累計(jì)達(dá)到 3 秒時(shí)在中斷程序中實(shí)現(xiàn)的，程序流程圖見圖 5。某個(gè)人的離群都可能導(dǎo)致整項(xiàng)工作的失敗。 (3)基于模型的控制算法及 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，由于出發(fā)點(diǎn)和性能指標(biāo)的不同，容易導(dǎo)致較大差異；但一個(gè)系統(tǒng)語言控制規(guī)則卻具有相對的獨(dú)立性，利用這些控制規(guī)律間的模糊連接，容易找到折中的選擇，使控制效果優(yōu)于常規(guī)控制器。模糊開發(fā)軟件包也充滿市場。當(dāng)設(shè)定轉(zhuǎn)速為 2 000r／ s 時(shí)，電機(jī)能很快穩(wěn)定運(yùn)行于 2 000r／ s；當(dāng)設(shè)定轉(zhuǎn)速下降到 1 000r／ s 時(shí)，轉(zhuǎn)速又很快下降到 1 000r／ s 穩(wěn)定運(yùn)行。由于它的這些特點(diǎn)，模糊控制正在得到越來越廣泛的應(yīng)用。其中兩個(gè)重要的問題是：如何獲得模糊規(guī)則及隸屬函數(shù)，這在目前完全憑經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行；以及如何保證模糊系統(tǒng)的穩(wěn)定性。隨著其它學(xué)科新理論、新技術(shù)的建立和發(fā)展，模糊理論的應(yīng)用更加廣泛。 (5)模糊控制系統(tǒng)的魯棒性強(qiáng)，干擾和參數(shù)變化對控制效果的影響被大大減弱，尤其適合于非線性、時(shí)變及純滯后系統(tǒng)的控制。團(tuán)結(jié)協(xié)作是我們實(shí)習(xí)成功的一項(xiàng)非常重要的保證。然厲送入單片機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的處理，模數(shù)轉(zhuǎn)換的部分采用ADC0809 芯片。在本次設(shè)計(jì)中，我們用了 AD420 來實(shí)現(xiàn)這樣的功能，所以說模糊控制器的輸出實(shí)際上是作為 AD420 的輸入。模糊控制器輸入變量的個(gè)數(shù)稱為模糊控制器的維數(shù)，目前廣泛采用的均為二維模糊控制器。這幾個(gè)特點(diǎn)需要將智能控制方法引入到液位的控制系統(tǒng)中來。 在現(xiàn)實(shí)世界中，隨 著工業(yè)過程 H 益走向大型化、連續(xù)化、復(fù)雜化，很多系統(tǒng)極其復(fù)雜，具有高度的非線性、強(qiáng)耦合性、不確定性、信息不完全性和大時(shí)滯等特性，并存在苛刻的約束條件，使常規(guī)控制無法得到滿意的控制效果。本報(bào)