【正文】 △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(cè)量得到的溫度值記為t(k)，則誤差e及誤差的變化△e為: e(k) = Tt(k) (42) △e(k) = e(k)e(k1) (43)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(shí)際工作情況，從溫帶植物三基點(diǎn)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(shí)際檢測(cè)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。539。C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(jìn)行強(qiáng)制冷卻或加熱，并發(fā)出溫度超標(biāo)報(bào)警信號(hào)。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(gè)模糊子集，分別為PB(正大)，PM(正中)，PS(正小)，Z(零)，NS(負(fù)小)，NM(負(fù)中)，NB(負(fù)大)。選取語(yǔ)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432 1 0 1 2 3 4NB 1 0 0 0 0 0 0 0NM 1 0 0 0 0 NS 0 0 1 0 0 0 0 Z 0 0 0 1 0 0 0 PS 0 0 0 0 1 0 0 PM 0 0 0 0 1 PB 0 0 0 0 0 0 0 1控量的隸屬函數(shù)形狀可以是三角形、梯形、單點(diǎn)或其它形狀。采用單點(diǎn)為控制量在實(shí)際處理時(shí)較為方便，因?yàn)檫@時(shí)只要知道控制量的模糊量也就知道了實(shí)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(diǎn)，分為7個(gè)模糊子集，分別為PB(正大)，PM(正中)，PS(正小)，Z(零)，NS(負(fù)小)，NM(負(fù)中)，NB(負(fù)大)。選取語(yǔ)言變量u的論域?yàn)?{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(shí)際上是總結(jié)有經(jīng)驗(yàn)的操作者或?qū)＜业目刂浦R(shí)和經(jīng)驗(yàn)制定出的一條條模糊條件語(yǔ)句的集合，通常簡(jiǎn)寫成一個(gè)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(dòng)靜態(tài)特性達(dá)到最佳。當(dāng)誤差大或較大時(shí)，選擇控制量以盡快消除誤差為主。而當(dāng)誤差較小時(shí)，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(diǎn)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)。u △e NB PB PB PB PN Z Z NB PB PB PB PB PB Z Z NM PB PB PB PB PB Z Z NS PM PM PM PM Z NS NSe Z PM PM PS Z NS NM NM PS PS PS Z NM NM NM NM PM Z Z NM NB NB NB NB PB Z Z NM NB NB NB NB(8)模糊控制算法設(shè)計(jì)控制算法是模糊控制的關(guān)鍵，可根據(jù)不同的系統(tǒng)情況選用不同的控制算法，常用的有查表和公式法。本系統(tǒng)采用查表法實(shí)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(gè)表格，這個(gè)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，得到控制表。另一種是直接法，直接從控制規(guī)則即推理語(yǔ)句中求控制量，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(gè)元素{4，3，2，一1, 0, 1, 2, 3, 4}，在輸入時(shí)，e或△e的精確值都會(huì)量化到9個(gè)元素之中的任何一個(gè)。這樣，e和△e的輸入組合就有99=81種。求這81種輸入組合及其對(duì)應(yīng)的輸出控制量，即可形成相應(yīng)的模糊控制表。實(shí)際控制過(guò)程中，可以對(duì)該表進(jìn)行優(yōu)化，根據(jù)查表結(jié)果求出控制量，去控制或驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫室溫度的智能控制。第5章 整個(gè)系統(tǒng)特性菌種培養(yǎng)車間是一個(gè)多變量相互禍合的復(fù)雜系統(tǒng)，溫度具有純滯后、大慣性特性。而且外界的氣候的變化也會(huì)對(duì)室內(nèi)的溫度產(chǎn)生影響。所以按照常規(guī)的控制方法，要對(duì)溫室對(duì)象建立精確數(shù)學(xué)模型幾乎是不可能的，而且控制精度很難保證育種過(guò)程的要求。培養(yǎng)車間能夠在任意時(shí)候模擬任意的氣候條件，而且溫度要能夠嚴(yán)格按照給定曲線變化，要求具有保護(hù)功能。根據(jù)己有控制系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和不足之處，改造其老系統(tǒng)，要求實(shí)現(xiàn)的主要功能和技術(shù)指標(biāo)如下:系統(tǒng)需采用兩級(jí)計(jì)算機(jī)控制，上位機(jī)采用工控機(jī)，下位機(jī)采用自行開(kāi)發(fā)的智能控制器。系統(tǒng)的控制算法采用智能控制算法，溫度的控制精度要求為177?！?上位機(jī)應(yīng)用程序是在Windows98環(huán)境下開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序，可以監(jiān)控多臺(tái)下位機(jī)，要求有參數(shù)設(shè)定計(jì)算、過(guò)程監(jiān)控、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和通信等功能。下位機(jī)具有實(shí)時(shí)控制功能，在上位機(jī)出現(xiàn)故障的時(shí)候可以實(shí)施單獨(dú)控制，并且可靠性要高。第6章 設(shè)計(jì)的總結(jié)通過(guò)“空調(diào)機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研究”此項(xiàng)課題的完成，我們找出了一種通過(guò)控制壁掛式普通空調(diào)來(lái)調(diào)節(jié)菌種培養(yǎng)車間溫度的一種新方法。對(duì)于溫度控制這種具有純滯后的大慣性系統(tǒng)，在無(wú)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(dá)到很好的控制效果。本系統(tǒng)算法的特點(diǎn)是:通過(guò)專家系統(tǒng)的監(jiān)控，可以使模糊控制中的量化因子實(shí)現(xiàn)自尋優(yōu)。根據(jù)輸入，再結(jié)合知識(shí)庫(kù)中的規(guī)則，可以在線地修正控制策略。在整個(gè)控制過(guò)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(guò)程的整個(gè)進(jìn)程中，參數(shù)可以在線尋優(yōu)，算法也可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)修正。本課題所完成的工作主要是:。、安裝與調(diào)試。 。本系統(tǒng)具有以下特點(diǎn):，加強(qiáng)了系統(tǒng)的過(guò)程控制功能，在DDC級(jí)單獨(dú)控制下也可以很好地完成過(guò)程控制，增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性。，算法實(shí)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(guò)程的自動(dòng)控制及監(jiān)控，減輕了實(shí)驗(yàn)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了實(shí)驗(yàn)效率。4. 系統(tǒng)的人機(jī)界面友好，操作人員操作簡(jiǎn)單方便。致 謝此次畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和學(xué)位論文撰寫過(guò)程中，得到了多位老師、同學(xué)、朋友的關(guān)心、指導(dǎo)和幫助。入學(xué)以來(lái)，各位老師一直以來(lái)的辛勤工作和教誨使我能順利地度過(guò)這難忘的四年，使我在綜合素質(zhì)提高、專業(yè)理論知識(shí)學(xué)習(xí)和實(shí)踐工作能力等各方面受益匪淺。在此，衷心地感謝我的指導(dǎo)教師李曉莉！她豐富的知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和全面的指導(dǎo)，對(duì)我啟發(fā)頗多，收獲頗豐。 感謝四年以來(lái)眾多同學(xué)和朋友的幫助，大家一起在緊張的學(xué)習(xí)之余度過(guò)了許多愉快的時(shí)光。感謝父母多年以來(lái)的關(guān)愛(ài)！參 考 文 獻(xiàn)[1][M].清華大學(xué)出版社,2005[2][M].北京電子工業(yè)出版社,1997[3][J].上海人民出版社,2000[4][M].中國(guó)水利出版社,2001[5][M].復(fù)旦大學(xué)出版社,2002[6][M].機(jī)械工業(yè)出版社,2003[7][J].中國(guó)電力出版社,2007[8][M].機(jī)械工業(yè)出版社,2003[9][M].中國(guó)水力出版社,2005[10][M].中國(guó)水力出版社,2