【正文】 分別用偏差e和偏差的變化率△e作為輸入變量，以控制量u作為輸出變量。(6)精確量的模糊化在溫室溫度模糊控制器里，將鍵盤輸入的溫度值作為給定值T，由傳感器測量得到的溫度值記為t(k)，則誤差e及誤差的變化△e為： (44) (45)將e(k)和△e(k)作為溫度模糊控制器的輸入變量，輸出變量為加熱器及風(fēng)扇的通斷狀態(tài)。根據(jù)溫室的實際工作情況，從溫帶植物三基點溫度如表21所示，可以看出其適宜溫度變化值在10℃左右，考慮到實際檢測條件和適當(dāng)?shù)目刂凭?，將溫度誤差的基本論域定為[5℃～+5℃]，溫度誤差變化的基本論域定為[1℃～+1℃]。為提高控制精度和響應(yīng)速度，將溫度的控制范圍分為模糊控制區(qū)和確定控制區(qū)，以溫度設(shè)定值的177。5℃為界。溫度在設(shè)定值的177。5℃以內(nèi)為模糊控制區(qū)，以外為確定控制區(qū)。在確定控制區(qū)，系統(tǒng)將進行強制冷卻或加熱，并發(fā)出溫度超標(biāo)報警信號。而在模糊控制區(qū)，將溫度偏差、偏差變化率的模糊集合分為7個模糊子集，分別為PB（正大），PM（正中），PS（正?。?，Z（零），NS（負?。?，NM（負中），NB（負大）。選取語言變量e、△e的論域均為：x={4，3，2，1，0，1，2，3，4}溫度偏差、。 △e的隸屬度函數(shù)賦值表論域432101234子集NB10000000NM10000NS0010000Z0001000PS0000100PM00001PB00000001控量的隸屬函數(shù)形狀可以是三角形、梯形、單點或其它形狀。采用單點為控制量在實際處理時較為方便，因為這時只要知道控制量的模糊量也就知道了實際用于控制的論域元素。本系統(tǒng)控制量的模糊劃分采用單點，分為7個模糊子集，分別為PB(正大)，PM(正中)，PS(正小)，Z(零)，NS(負小)，NM(負中)，NB(負大)。選取語言變量u的論域為：{3，2，1，0，1，2，3}。 U的隸屬度函數(shù)(7)模糊控制規(guī)則模糊控制規(guī)則實際上是總結(jié)有經(jīng)驗的操作者或?qū)＜业目刂浦R和經(jīng)驗制定出的一條條模糊條件語句的集合，通常簡寫成一個表，即模糊控制規(guī)則表。確定模糊控制規(guī)則的原則必須是系統(tǒng)輸出響應(yīng)的動靜態(tài)特性達到最佳。當(dāng)誤差大或較大時，選擇控制量以盡快消除誤差為主；而當(dāng)誤差較小時，選擇控制量要注意防止超調(diào)，以系統(tǒng)的穩(wěn)定性為主要出發(fā)點。根據(jù)經(jīng)驗。ueNBPBPBPBPNZZeNBPBPBPBPBPBZZNMPBPBPBPBPBZZNSPMPMPMPMZNSNSZPMPMPSZNSNMNMPSPSPSZNMNMNMNMPMZZNMNBNBNBNBPBZZNMNBNBNBNB(8)模糊控制算法設(shè)計控制算法是模糊控制的關(guān)鍵，通?？筛鶕?jù)不同的系統(tǒng)情況選用不同的控制算法，常用的有查表法和公式法。本系統(tǒng)采用查表法實現(xiàn)模糊控制算法。查表法是根據(jù)模糊控制規(guī)則表，求出輸入量論域元素和輸出量論域元素之間的關(guān)系，形成一個表格，這個表格稱為控制表。產(chǎn)生控制表的方法有兩種，一種是間接法，首先求出模糊關(guān)系R，再根據(jù)輸入的偏差和偏差變化率求出控制量，最后把控制量精確化，由此得到控制表；另一種是直接法，直接從控制規(guī)則即推理語句中求取控制量，由此產(chǎn)生控制表。本文采用直接法。本系統(tǒng)中，由于偏差e和偏差變化率△e的離散論域都有9個元素{4，3，2，1，0，1，2，3，4}，在輸入時，e或△e的精確值都會量化到9個元素之中的任何一個。這樣，e和△e的輸入組合就有99=81種。求出這81種輸入組合及其對應(yīng)的輸出控制量，即可形成相應(yīng)的模糊控制表。實際控制過程中，可以對該表進行優(yōu)化，根據(jù)查表的結(jié)果求出控制量，去控制或驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)，實現(xiàn)對溫室溫度的智能控制。（三）比較算法本節(jié)給出了工業(yè)過程控制中的常用的控制算法,它們各有優(yōu)缺點，下面分別對它們進行分析: 模糊控制算法在生產(chǎn)過程自動化控制的發(fā)展過程中，模糊控制是歷史最久、生命力最強的基本控制方法。它原理簡單、使用方便、適應(yīng)性強、魯棒性也較強，對于絕大部分生產(chǎn)過程都可利用模糊控制解決。但對于靜態(tài)與動態(tài)性能之間的矛盾、魯棒性與控制性能之間的矛盾及跟蹤設(shè)定值與抑制干擾之間的矛盾不能得到很好地解決。如采用折中的方法，系統(tǒng)不能獲得最佳的控制效果。且當(dāng)受控對象存在較大的延遲時間環(huán)節(jié)時，用模糊控制方法的效果不是很理想。另外，為了得到較好的控制效果，必須對受控對象較為了解，能建立起一個較為準(zhǔn)確的模型，這樣才能較好地整定模糊控制參數(shù)。由于模糊控制算法是一種仿照人的模糊思維的控制方法，對受控對象模型精度的要求不高，且能兼顧系統(tǒng)的快速性及穩(wěn)態(tài)特性。但由于模糊算法中不包含積分環(huán)節(jié)，則系統(tǒng)中一定存在靜差，不利于更高精度控制的實現(xiàn)。五、結(jié)論及展望（一）結(jié)論通過“空調(diào)機溫度控制系統(tǒng)的研究”此項課題的完成，我們找出了一種通過控制壁掛式普通空調(diào)來調(diào)節(jié)菌種培養(yǎng)車間溫度的一種新方法。對于溫度控制這種具有純滯后的大慣性系統(tǒng)，在無法得出精確數(shù)學(xué)模型情況下，采用基于專家規(guī)則的模糊控制算法可以達到很好的控制效果。本系統(tǒng)算法的特點是:通過專家系統(tǒng)的監(jiān)控,可以使模糊控制中的量化因子實現(xiàn)自尋優(yōu)。根據(jù)輸入，再結(jié)合知識庫中的規(guī)則，可以在線地修正控制策略。在整個控制過程中，專家系統(tǒng)只是參與決策與協(xié)調(diào),直接控制由模糊控制器與PID控制完成。因此，在控制過程的整個進程中，參數(shù)可以在線尋優(yōu)，算法也可以實現(xiàn)實時修正。本課題所完成的工作主要是：1．根據(jù)課題要求提出人工氣候溫度智能控制系統(tǒng)的總體方案。2．完成單片機控制系統(tǒng)的設(shè)計、安裝與調(diào)試。3．設(shè)計專家模糊控制器。4．針對硬件進行軟件編程。5．實現(xiàn)培養(yǎng)菌種車間溫度的高精度控制。本系統(tǒng)具有以下特點：，加強了系統(tǒng)的過程控制功能，在DDC級單獨控制下也可以很好地完成過程控制，增強系統(tǒng)的可靠性。，算法實現(xiàn)自尋優(yōu)，溫度跟蹤特性好，穩(wěn)態(tài)精度高，超調(diào)量小。、全過程的自動控制及監(jiān)控，減輕了實驗人員的勞動強度，提高了實驗效率。，操作人員操作簡單方便。（二）展望本系統(tǒng)在軟件和硬件方面均有需要改進的地方。在軟件方面，本系統(tǒng)的軟件主要考慮實用性和控制算法的容易實現(xiàn)。所以存在很多缺陷。在硬件方面，由于條件所限，與實際工作環(huán)境存在一定的差距。所以本系統(tǒng)軟件在模型辨識精度方面有一定的缺陷。在PID和模糊控制算法實現(xiàn)方面以及在自定義算法實現(xiàn)方面，調(diào)用了的模糊控制工具箱和EDIT環(huán)境。所以系統(tǒng)環(huán)境中必須要求安裝比較大的MATLAB軟件。在硬件方面，其滯后時間和時間常數(shù)都較小。與實際大工業(yè)環(huán)境存在較大的差距，所以，只能做理論研究。1．系統(tǒng)對受控對象進行模型辨識時，為了是模型盡量簡單，設(shè)定受控對象傳遞函數(shù)為一階，而實際上考慮執(zhí)行器件及傳感器后的溫度對象，其傳遞函數(shù)應(yīng)該在二階甚至三階以上。如果為了使辨識出的模型盡可能精確，就得采用帶辨識階數(shù)的辨識方法。2．PID和模糊控制算法實現(xiàn)方面以及在自定義算法實現(xiàn)方面，調(diào)用了MATLAB的模糊控制工具箱和EDIT環(huán)境。所以系統(tǒng)環(huán)境中必須要求安裝比較大的MATLAB軟件。3．模糊控制本身也存在限制，因為其控制思想是建立在對象模型的基礎(chǔ)上，所以系統(tǒng)對象的模型必須比較準(zhǔn)確。否則不能達到預(yù)期的控制效果。4．在硬件方面，其滯后時間和時間常數(shù)都較小。并且在學(xué)校的實驗室進行研究，周圍環(huán)境干擾很小，與實際大工業(yè)環(huán)境存在較大的差距，所以，只能做理論研究。建議在進一步的開發(fā)研究中，對軟硬件這幾個方面的缺陷做主要的調(diào)整和改進。參考文獻：[1] 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