畢業(yè)設(shè)計(jì)論文-基于單片機(jī)89c51的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)(參考版)
2025-01-16 05:52本頁面
【正文】 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。它的應(yīng)用領(lǐng)域涉及各各方面，控制方法也有廣很大進(jìn)展，模糊控制器的性能不斷提高。 (9)簡單、實(shí)用且具有模糊推理功能的模糊集成芯 片和模糊控制裝置、通用模糊控制系統(tǒng)的開發(fā)和推廣應(yīng)用。這方面的嘗試有待深入。 (6)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊控制相結(jié)合，有望發(fā)展一套新的智能控制理論。 (4)模糊動態(tài)模型的辨識方法。 (2)模糊控制規(guī)則設(shè)計(jì)方法的研究，包括模糊集合隸屬函數(shù)設(shè)定方法，量化水平，采樣周期的最優(yōu)選擇，規(guī)則的系數(shù)，最小實(shí)現(xiàn)以及規(guī)則和隸屬函數(shù)參數(shù)自動生成等問題；進(jìn)一步則要求我們給出模糊控制器的系 統(tǒng)化設(shè)計(jì)方法。其中兩個重要的問題是：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。當(dāng)設(shè) 定轉(zhuǎn)速為 2 000r／ s 時，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，轉(zhuǎn)速又很快下降到 1 000r／ s 穩(wěn)定運(yùn)行。 3． 模糊控制在實(shí)際中的應(yīng)用 電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)見圖 3— 1，模糊控制器的輸入變量為實(shí)際轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)速給定值之間的差值 e 及其變化率 ec，輸出變量為電機(jī)的電壓變化量 u。模糊硬件產(chǎn)品適應(yīng)于復(fù)雜的控制系統(tǒng)和信息處理。系統(tǒng)模糊模型就是指采用與系統(tǒng)輸入輸出樣本數(shù)據(jù)相關(guān)的，能表示系統(tǒng)狀態(tài)的一組模糊規(guī)則來描述系統(tǒng)特征的、具有模糊性的表示形式。專家模糊控制系統(tǒng)是由專家系統(tǒng)技術(shù)和模糊控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。通過改進(jìn)遺傳算法，按所給優(yōu)化性能指標(biāo)，對被控對象進(jìn)行尋優(yōu)學(xué)習(xí)．從而有效地確定模糊邏輯控 制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)。兩者的相互滲透和有機(jī)結(jié)合必將引起電子產(chǎn)業(yè)和信息科學(xué)的新革命。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。模糊開發(fā)軟件包也充滿市場。模糊芯片也已研制成功且功能不斷加強(qiáng)，成本不斷下降。各種模糊產(chǎn)品充滿西方國家的市場，如模糊洗衣機(jī)、模糊吸塵器和模糊攝像機(jī)等等，模糊技術(shù)幾乎變得無所不能，各國都爭先開發(fā)模糊新技術(shù)和新產(chǎn)品。 2． 6 多變量模糊控制 一個多變量模糊控制器有多個輸入變量和輸出結(jié)果、一般采用結(jié)構(gòu)分解和分居分級結(jié)構(gòu)，利用多個簡單的模糊控制器進(jìn) 行組合，并兼顧多規(guī)則集之間的相互關(guān)系。 2． 4 自組織模糊控制 將參考模型和自組織機(jī)制相結(jié)合，它能自動的對模糊控制規(guī)則進(jìn)行修改、改進(jìn)和完善，以提高控制系統(tǒng)的性能。這種控制方法較之常規(guī)的固定比例因子的模糊控制方法，對環(huán)境變化有較強(qiáng)的自適應(yīng)能力，在隨機(jī)環(huán)境中能對控制器進(jìn)行自動校正，使得在被控對象特性變化或擾動情況下，控制系統(tǒng)保持較好的性能。 模糊控制方法的研究現(xiàn)狀 2． 1 FuzzyPID 復(fù)合控制 FuzzyPID復(fù)合控制指的是模糊技術(shù)與常規(guī)的 PID控制算法相結(jié)合的一種控制方法。 (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、時變及純滯后系統(tǒng)的控制。 (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。該文研究了通用模糊控制器在 PLC 上實(shí)現(xiàn)的幾種算法實(shí)現(xiàn)模糊控制?，F(xiàn)代控制系統(tǒng)中的的控制能方便地解決工業(yè)領(lǐng)域常見的非線性、時變、在滯后、強(qiáng)耦合、變結(jié)構(gòu)、結(jié)束條件苛刻等復(fù)雜問題。這種情況下，模糊控制的誕生就顯得意義重大，模糊控制不用建立數(shù)學(xué)模型，根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)的輸入輸出的結(jié)果數(shù)據(jù)，參考現(xiàn)場操作人員的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，就可對系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時控制。 黃石理工學(xué)院 課程設(shè)計(jì)報告 15 關(guān)鍵詞：模糊控制；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；專家模糊控制系統(tǒng) 引言 在自動控制中，包括經(jīng)典理論和現(xiàn)代控制理論中有一個共同的特點(diǎn)，即控制器的綜合設(shè)計(jì)都要建立在被控對象準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型 (如微分方程等 )的基礎(chǔ)上，但是在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，很多系統(tǒng)的影響因素很多，十分復(fù)雜。這次實(shí)習(xí)必將成為我人生旅途上一個非常美好的回憶！ 黃石理工學(xué)院 課程設(shè)計(jì)報告 14 這次課程設(shè)計(jì)終于順利完成了，在設(shè)計(jì)中遇到了很多專業(yè)知識問題，最后在老師的辛勤指導(dǎo)下，終于游 逆而解。 對我們而言，知識上的收獲重要，精神上的豐收更加可喜。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。某個人的離群都可能導(dǎo)致整項(xiàng)工作的失敗。我想說，設(shè)計(jì)確實(shí)有些辛苦，但苦中也有樂，在如今單一的理論學(xué)習(xí)中，很少有機(jī)會能有實(shí)踐的機(jī)會，但我們可以，而且設(shè)計(jì)也是一個團(tuán)隊(duì)的任務(wù)，一起的工作可以讓我們有說有笑，相互幫助，配合默契，多少人間歡樂在這里灑下，大學(xué)里一年的相處還趕不上這十來天的合作，我感覺我和同學(xué)們之間的距離更加近了 。勞動是人類生存生活永恒不變的話題。從開始時滿富盛激情到最后汗水背后的復(fù)雜心情，點(diǎn)點(diǎn)滴滴無不令我回味無長。 經(jīng)過兩個星期的實(shí)習(xí)，過程曲折可謂一語難盡。該電壓值在 ADC0809 的輸入范俐內(nèi)。岡此需先將液位變送器的輸出電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號。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。 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 ,加了一個大約 100ms的延時是因?yàn)閱纹瑱C(jī)系 統(tǒng)的一些外圍芯片在上電時有一個上電復(fù)位過程 ,如果這些芯片復(fù)位還未完全結(jié)束時就對其進(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，累計(jì)達(dá)到 3 秒時在中斷程序中實(shí)現(xiàn)的，程序流程圖見圖 5。 20H— 27H 共 8 個單元作為位標(biāo)志區(qū)，存放程序中的一些狀態(tài)標(biāo)志。 (2) 黃石理工學(xué)院 課程
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