模糊PID控制在硫化机温度控制中的应用.pdf

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1、2012拄仪表技术与2012第10期InstrumentTechniqueNo．10模糊PID控制在硫化机温度控制中的应用张胜生，胡丹，宋春华(西华大学机械工程与自动化学院，四川成都610039)摘要：针对硫化机温度控制中存在的非线性、不确定性和时变性等特点，在常规PID控制的基础上，提出了一种参数自适应模糊PID控制的设计方法。利用模糊控制理论，在线对PID参数进行调整，采用AT89C52单片机作为模糊控制核心，设计了系统的硬件组成及结构，系统软件设计采用面向对象程序，给出了主控制模块的设计流程。结果表明了该控制方式在动态性、稳定性以

2、及鲁棒性方面都有较大提高。关键词：平板硫化机；单片机；模糊控制；PID控制中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1002—1841(2012)10—0073—03FuzzyPIDControlinTemperatureControlofVulcanizingMachineZHANGSheng·sheng，HUDan，SONGChun—hua(SchoolofMechanicalEngineeringandAutomation，XihuaUniversity，Chengdu610039，China)Abstract：Aimedat

3、thenon—linearity，uncertaintyandtimevariationcharacteristicsofvulcanizingmachinetemperaturecon—trol，thispaperproposedafuzzycontrolmethodwithparameterself-adjustablefeatureonthebasisofexistingconventionalfuzzymethod；adjustthePIDparametersonlinebyusingthefuzzycontroltheory．

4、ByusingAT89C52MCUasthedesigncoreoffuzzycontrol，thehardwarecompositionandstructurewasdesigned．Object—orientedprogramwasadaptedinthesoftwaredesignandthemaincontrolmoduledesignflowwaspresented．Theresultshowsthismethodisimprovedindynamics，stabilityandrobustness．Keywords：fiat

5、vulcanizingmachine；microcontrollerunit；Fuzzycontrol；PIDcontrol0引言1模糊自整定PID控制器的结构设计温度控制一直是橡胶工业界的难题之一，主要由于橡胶等1．1控制器整体设计高分子材料没有固定的化学分子式，同一种原材料，其相对分模糊PID控制器是一种在常规PID调节器的基础上，应用子质量可能相差上百倍、甚至上万倍，导致硫化工艺不具有明模糊集合理论，根据控制偏差、偏差变化率在线自动调整比例确的规律性⋯。最初，平板硫化机的控制系统采用带有PlD调系数、积分系数和微分系数的模糊控制器

6、。文中硫化机的模糊节功能的三针记录仪完成外温和外压的控制。测量误差大，动控制器采用二输入三输出的形式，以硫化机平板的温度偏差e作反应迟钝，直接影响橡胶的生产控制。后来，平板硫化机和偏差变化率ee作为输入变量，以、K、作为输出，其结构自动控制系统采用PLC控制，具有可靠性高、功能强、抗干扰性如图1所示。能好、故障诊断能力强等优点，但是PLC控制系统成本高，且采用PLC控制需要外扩人机交互和获取工作过程信息的通道，使系统的集成度不高。量参数自适应模糊PID控制(ParameterSelf-tuningFuzzyPIDContro1)就是将模

7、糊控制思想与常规PID控制器结合起来，吸收了两者的优点，并结合单片机作为控制系统中的核心部图1模糊PID控制系统结构图分，进行实时系统数据处理和控制，保证系统工作在最佳状态，设硫化机的模糊化温度偏差记为E，表示实测温度和与其提高系统的控制精度，有利于提高系统的工作效率j，用于解设定值的差。对于温度控制，温度偏差在设定值的±3℃以内决传统方法难以解决的硫化机温度参数在大范围变化的问题，为模糊控制区，模糊控制系统按模糊控制规则自动调节温度。通过模糊系统具有的自适应能力，能够自动识别被控过程参将温度偏差分为7个模糊子状态，分别为：PB(温度过

8、高)，PM数，自动调节控制参数，适应被控过程参数的变化，比常规PID(温度中高)，PS(温度略高)，ZO(零温度偏差)，NS(温度略控制器控制性能好，可靠性更高]。低)，NM(温度中低)，NB(温度过低)。