【文章內(nèi)容簡介】 ........................ 8 模糊控制系統(tǒng)工作原理 .............................................................................................................. 9 糊控制器的解析結(jié)構(gòu) ............................................................................................................. 9 模糊控制器 設(shè)計 .................................................................................................................... 9 模糊控制的基本理論 .......................................................................................................... 11 模糊控制的特點 ........................................................................................................................ 13 模糊控制的不足之處 ................................................................................................................ 13 第三章 冷輾環(huán)機進給系統(tǒng)模型的建立 ............................... 14 輾環(huán)機簡介 ................................................................................................................................ 14 冷輾工藝 ................................................................................................................................... 14 輾環(huán)機結(jié)構(gòu)簡圖 ........................................................................................................................ 15 輾環(huán)機進給系統(tǒng)建模 ................................................................................................................ 15 機械傳動部分的建模 .......................................................................................................... 16 電氣傳動部分建模 .............................................................................................................. 17 第四章 輾環(huán)機進給系統(tǒng)模糊控制器設(shè)計與仿真 ....................... 19 華 北水利水電學(xué)院畢業(yè)論文 2 MATLAB 簡介 .............................................................................................................................. 19 模糊控制器的設(shè)計 .................................................................................................................... 19 模糊推理系統(tǒng) (FIS)的建立 ....................................................................................................... 22 FIS 介紹 .............................................................................................................................. 22 使用圖形界面工具建立 FIS .............................................................................................. 22 用 SIMULINK 進行仿真 ............................................................................................................. 27 準(zhǔn)備步驟 ............................................................................................................................ 27 模糊系統(tǒng)系統(tǒng)仿真 ............................................................................................................ 28 總結(jié)與展望 ............................................................... 34 致謝 ...................................................................... 35 參考文獻 ................................................................. 36 附錄一英語原文 .............................................................................................................................. 37 附錄二翻譯 ...................................................................................................................................... 45 華 北水利水電學(xué)院畢業(yè)論文 1 第一章 緒論 本設(shè)計的目的與意義 通過對輾環(huán)機 進給系統(tǒng)模糊控制的設(shè)計和研究，以加深對模糊系統(tǒng)控制的認(rèn)知，掌握了其基本原理和方法，為進入社會后從事控制工程技術(shù)工作有了好的開始 。 在環(huán)件軋制 中，軋環(huán)機的進給速度是可變的，合理地設(shè)計和控制軋環(huán)機的進給速度是實現(xiàn)穩(wěn)定軋制的前提，然而迄今國內(nèi)外有關(guān)技術(shù)手冊尚未對環(huán)件軋制進給速度的設(shè)計提出規(guī)范和方法。通過對環(huán)件軋制過程控制的研究，尤其是軋環(huán)機直線進給運動控制系統(tǒng)的研究，對在軋制過程中控制直線進給速度具有一定的指導(dǎo)意義。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)。 對冷輾環(huán)機的進給系統(tǒng)做了智能控制 (模糊控制 )研究，通過最終的仿真的結(jié)果表明模糊控制可以較好地應(yīng)用到冷輾環(huán)機進給伺服系統(tǒng)的控制中，模糊控制對伺服系統(tǒng)有較好的控制作用， 模糊控制作為一種智能控制在不久的將來會有廣闊的前景。 本次設(shè)計用 MATLAB 軟件對輾環(huán)機進給系統(tǒng)模糊控制進行仿真，通過虛擬仿真可直觀簡潔地反映出其控制系統(tǒng)的優(yōu)劣 ，對控制規(guī)則的修改尋找最優(yōu)控制。 模糊控制在國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r (1)國外情況 從 1965 年以來，即美國著名控制論專家扎德教授創(chuàng)始模糊數(shù)學(xué)以來，模糊控制理論及其應(yīng)用也迅速發(fā)展起來了 。 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。研究活動主要集中在 Queen Mary學(xué)院。主要工作是由馬丹尼 (E． H． Mamdani)和他的學(xué)生們 進行的，其次有劍橋大學(xué)的湯哥（ ）。 1974 年馬丹尼首先用模糊控制語句組成模糊控制器，對一個實驗性的蒸汽機進行控制，控制的問題是調(diào)節(jié)熱量和節(jié)流閥的設(shè)定值，以控制蒸汽機的速度和鍋爐的蒸汽的設(shè)定值。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。這標(biāo)志模糊控制的誕生。以后在英國，丹麥，荷蘭，日本等 華 北水利水電學(xué)院畢業(yè)論文 2 國先后對不同的復(fù)雜控制對象進行了不同程度的模糊控制，均取得了較好的效果。 日本東京工業(yè)大學(xué)的營野在凈水廠加入凝聚劑，加入的速度和水的渾 濁度以及人的經(jīng)驗有很大關(guān)系。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。 今年來，日本在汽車，火車，飛機等交通系統(tǒng)中應(yīng)用模糊控制做了大量的研究工作，取得了可喜的成果。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電氣鐵路列車的運行和停止進行控制，使用了 24 條控制規(guī)則構(gòu)成了模糊控制器。改變道路的 坡道等條件， 用仿真方法與 PID控制對比，表明模糊控制與熟練駕駛員控 制結(jié)果相當(dāng)。電能節(jié)約 11％一 14％ 。 (2)國內(nèi)情況 自 1979 年以來，我國許多學(xué)者相單位，在模糊控制領(lǐng)域開展了大量的理論以及仿真試驗研究．對國內(nèi)外模糊控制的研究工作做了系統(tǒng)的介紹，對我國工業(yè)中應(yīng)用模糊控制起到了推動作用。近年來，在工業(yè)中應(yīng)用模糊控制已取得了許多成果。 19791980 年 我國李寶原、劉志俊等人設(shè)計了一類缺乏數(shù)學(xué)模型的控制器，在 DJS—l30機上，用 BASIC語言實現(xiàn)了模糊算法，對模糊控制器的特性作了數(shù)字仿真，與 PI控制器進行了比較，結(jié)果表明，模糊控 制器對單位階躍響應(yīng)具有 速度較快，精 度較高以及對參數(shù)變化不敏感等優(yōu)點。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)。這之后、彭映斌、胡家躍、戴忠達、呂川、 田成方、王學(xué)慧、王 旭東、李 友善等人把模糊控制領(lǐng)域應(yīng)用 到冶金、化工等工業(yè)過程的控制 領(lǐng)域 (主要用在燒結(jié)過程和鋼廠燃油退火爐的溫度控制、水泥回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)過程控制方面 )，并取得了可喜的成果。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。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)過程中的型煤機成型壓力系統(tǒng)控制，在實驗室內(nèi)作了數(shù)字仿真研究。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。 實踐證明，對于過程復(fù)雜、具有非線性、時變、滯后等特征的對象 (如井下采煤生產(chǎn)過程自動化，選煤生產(chǎn)過程自動化，型煤加工生產(chǎn)過程自動化 )，模糊控制都具有無可比擬的優(yōu)越控制性能和強大的生命力。 華 北水利水電學(xué)院畢業(yè)論文 3 本設(shè)計的主要內(nèi)容 本設(shè)計為輾環(huán)機進給系統(tǒng)的模糊控制設(shè)計和研究 。 （ 1）研究模糊控制理論，探討模糊控制的實現(xiàn)方法。（ 2）建立輾環(huán)機伺服進給系統(tǒng)的動力學(xué)方程。（ 3）設(shè)計模糊控制器對伺 服進給系統(tǒng)進行控制，利用 MATLAB仿真曲線分析模糊控制對輾環(huán)機進給伺服系統(tǒng)的控制。（ 4）研究修正因子對輾環(huán)機進給系統(tǒng)的模糊控制的影響 用 SIMULINK 進行仿真并尋求最優(yōu)解。