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博克热流道温控箱的计算方法

博克热流道温控箱的计算方法

作者:博克    来源:博克热流道    发布时间:2017-10-24 14:37    浏览量:
热流道温控箱是一种重要的热保护元件,它与各行各业生产和人民生活密切相关,是安全技术的基础性元件。
对博克热流道温控箱的检测主要是检测其升温过程中的动作温度以及降温过程中的复位温度,为了保证检测精度和效率,需要专门设计一个控制温度升降的热流道温控箱。
1.温度控制曲线TA、TB分别表示待测热流道温控箱动作温度、回复温度的标称值;δ、σ分别表示待测热流道温控箱动作温度、回复温度的允许误差。
为了能正确检测出动作温度点以及复位温度点,在测量点附近±2.8℃时候,温度升高、降低速度不超过0.55℃/分。要达到这一要求,在测量点附近±2.8°C应对温控箱的环境温度采用模糊控制。

    2模糊控制算法热流道温控箱模糊控制是模糊逻辑应用最有效并广泛应用的领域。

   2.1确定模糊控制器的输入输出变量通常将模糊控制器输入变量的个数称为模糊控制的维数。从理论上讲,博克热流道模糊控制器的维数越高,控制越精细。本温控系统采用二维的模糊控制器。由前面对温度控制曲线的分析可知在测量点附近±2.8°C时候,温度升高、降低速度不超过0.55°C/分,由此可确定热流道温控箱模糊控制器的输入为误差以及误差的变化。

   2.2确定热流道温控箱模糊化的方法模糊化的方法有多种,博克热流道为方便程序的编制采用查表法。查表法的做法是:首先通过事先的离线计算,取得一个模糊控制表,然后将该控制表存放到计算机内存中。于是在过程控制中,计算机只需要直接根据采样和论域变换得来的以论域元素形式表现的e(xi)和△e(yj),由控制表的第i行和第j列找到相应的同样以论域元素形式表现的控制量,再把得到的控制量乘以比例因子,就可以用于控制被控过程,从而达到预期的控制目的。这种控制表方式的模糊控制系统结构。其中:k1,k2为偏差e和偏差变化率△e论域变换时的量化因子,k3为控制量u的比例因子。由此可见,本热流道温控箱系统的模糊控制器的设计关键是求取模糊控制表。

    2.3确定模糊控制表

2.3.1确定输入,输出的变化范围以及对应语言变量的论域元素和量化因子k1,k2,k3。设系统偏差e的基本论域为[-10°C,10°C],同时博克热流道选定偏差语言变量E的论域为x={-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4},则偏差e的量化因子应为:同理,设偏差变化率△e的基本论域为[-8°C,8°C],选定偏差变化率语言变量EC的论域为:x={-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4},则偏差变化率的量化因子应为:设控制变化量u的基本论域为[-20°C,20°C],选定输出语言变量U的论域为:z={-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4},则控制变化量的量化因子为u。

2.3.2在各输入输出语言变量论域中定义模糊子集语言变量论域上的模糊子集一般由隶属函数μ(x)或模糊赋值表来描述。本系统的模糊控制器的系统输入、输出语言便都选取5个语言值:PB(正大)、PS(正小)、ZE(零)、NS(负小)、NB(负大)。同时确定各语言变量论域上用于描述模糊子集的隶属函数μ(e)、μ(△e)、μ(u)知各模糊量都有与其相对应的模糊赋值。

2.3.3博克热流道温控箱模糊控制规则的制定确定模糊控制规则的原则是必须使控制系统输出响应的动静态特性达到最佳。假设系统输出响应曲线。先考虑偏差e为负的情况:当e为负大的时候,也就是系统输出响应位于曲线第1段。此时无论△e变化如何,为尽快消除误差,应使控制量增加较快,因此U的变化皆取正大。当偏差e为负小或者0时,主要矛盾就是转化为稳定性的问题,为了防止超调并使系统尽快稳定,就要根据偏差的变化△e来确定控制量的变化。若△e为正,表明偏差有减小的趋势,系统响应位于曲线的第2段,所以可取较小的控制量。当偏差e为负小或0,△e为负时,也就是系统输出响应位于曲线第5段,偏差有增大的趋势。取得了上面对应于e为负值或为零时的控制规则后,根据系统的工作特点,当偏差和偏差变化率同时变号的时候,控制量的变化也应变号。
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