home首页 > 新闻资讯 > 利用模糊控制法控制塑料包装机封口温度
 
利用模糊控制法控制塑料包装机封口温度
作者:匿名 来源:网络 发布时间:2009-3-25 11:30:35

  塑料包装机在工作时,封口温度的高低会直接影响产品质量,温度过高或过低,都会造成产品的缺陷,影响产品的美观。所以在包装机中,对封口的温度控制是十分重要的。我们在研制包装机控制的过程中,使用单片机对塑料包装机封口温度进行单独控制,为达到较好的控温效果,采用了模糊控制方法。经试验,系统具有控温精度高、控温平稳的特点,取得了较好的控制效果。

1.温度的精确测量

  在包装机的温度控制中,采用热电偶作为测量温度传感器。热电偶具有结构简单,测温范围大,响应快的特点,所以得到广泛的应用。但热电偶也存在输出非线性,所测的温度与热电偶的冷端温度有关。温度的测量由多路开关、小信号仪用放大器、A/D转换器和冷端测温电路组成。

模糊控制的基本结构与算法
  在测得精确的温度值的同时,需要有好的控制算法完成对包装机封口的温度控制。在本装置中,使用模糊控制的方法来进行控制。

2.模糊控制的基本结构与算法

  在测得精确的温度值的同时,需要有好的控制算法完成对包装机封口的温度控制。在本装置中,使用模糊控制的方法来进行控制。

2.1模糊化
  在本系统中,模糊化就是要把输入变量的精确值离散化,变为设定的整数论域中的元素。将要求达到的设定温度ts与通过热电偶测得的温度t的差值E作为模糊控制的一个输入量U的变化率△E=dE/dt作为模糊控制的另一个输入量,输出量’用于控制脉冲宽度调制PWM电路的输出,PWM电路根据此值输出相应脉宽的脉冲来控制加热功率的大小。

2.2隶属度函数和语言变量的确定
  将差值变量、差值的变化率及输出控制量的模糊量的语言值分为7档(负大、负中、负小、零、正小、正中、正大),用符号表示为:NB NM NS ZE PS PM PB;模糊子集的隶属度函数选用三角形波形的隶属函数对E△E U进行赋值。

2.3模糊控制规则的设计
  模糊控制器的控制规则基于专家或操作者的经验和技能得出,控制规则的生成方法有很多,在此采用人工的控制经验,即根据系统阶跃信号的响应确定。

2.4模糊推理
  在本系统中,由于处理的物理量是温度,反应并不要求十分迅速,因此,可选用激活规则推理的方法来实现模糊控制的实时处理,即采用模糊化———规则计算———解模糊的实时处理过程。激活规则推理的方法是:根据输入量依次激活各条规则,对每一条规则,计算输入对各隶属函数的隶属度,即模糊化,并取最小的值作为该规则对输出量的推荐值。然后将所有的规则得到的推荐值进行合并,采用面积重心法求解,得到在当时输入时的模糊控制的输出量。采用这种方法的优点是:占用的存储器比较少,便于调整,可用于较复杂的模糊推理系统。经模糊规则推理得到的输出量用于控制PWM电路的输出。