孵化机温度模糊控制器设计与仿真.docx

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1、孵化机温度模糊控制器设计与仿真摘要：温度控制的精度和稳定性是孵化机系统急需解决的关键技术，系统中的被控对象不能建立精确的数学模型。为了提高温度控制精度和稳定性，采用模糊控制方法设计模糊控制器并通过Matlab进行仿真。对模糊规则的仿真说明规则较合理，对系统的仿真表明模糊控制器超调量较小，调节时间大约为20秒，系统稳定。关键词：孵化机；温度；模糊控制；隶属函数；仿真中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1009-3044(2014)13-3156-04DesignandSimulationofHatcherTemperatureFuzzyController

2、LIXia1，ZHUDao-chun2(1.InstituteofComputerSoftware，AnhuiVocationalCollegeofElectronicalInformationTechnology，Bengbu233000，China；2.BengbuDajiangElectronicsCo.，Ltd.，Bengbu233000，China)Abstract：Itisthekeytechnologytosolveurgentlythattemperaturecontrolprecisionandstabilityinthehatchingmach

3、inesystem.Themathematicalmodelofthecontrolledobjectinthesystemcan'tbesetupaccurately.Inordertoimprovetemperaturecontrolaccuracyandstability，fuzzycontrolmethodisusedtodesignfuzzycontrolleranditistakesimulationbyMatlab.Fuzzyrulesarereasonablethroughrulessimulation.Itisshowedthattheovers

4、hootissmall，theresponsetimeisabout20seconds，thesystemisstabilitybythesystemsimulation.Keywords：hatcher；temperature；fuzzycontrol；membershipfunction；simulation家禽种蛋孵化机（简称孵化机）是根据家禽孵化的生物学原理用于孵化出雏的人工控制生态环境的仿生设备。随着孵化器容量的增加及对胚胎发育生理的不断研究，对孵化控制器控制精度的要求越来越高。生产实践研究表明温度不当会导致胚胎发育增快或迟缓、气室大、胚胎死亡率增加、初

5、生雏鸡质量下降等结果[1]。因此，温度控制是孵化过程中急需解决的关键技术之一。模糊控制利用模糊集合理论把人的控制策略转化为计算机能够接受的算法语言所描述的控制算法，模拟人的思维方式对一些无法构造数学模型的被控对象进行控制。采用传统控制理论设计一个控制系统需要知道被控对象的精确数学模型，然而，在许多情况下被控对象的精确数学模型很难甚至根本建立不了，采用模糊控制可以解决这类难题。自从20世纪60年代模糊数学建立以来，模糊控制技术已经应用到生产、管理、家电、军事等领域。孵化机中的温度系统是一种非线性的、滞后的、时变系统，很难建立精确的数学模型[2]，因此对本孵化机温度控

6、制系统采用模糊控制是非常适合的。该文将主要介绍孵化机中温度模糊控制器设计并通过Matlab进行仿真，仿真表明模糊控制器超调量较小，调节时间大约为20秒，系统稳定。1温度模糊控制器设计1.1温度模糊控制系统的结构模糊逻辑控制系统的结构与普通控制系统结构类似，只是控制器不一样，模糊逻辑控制系统的基本结构如图1所示系统输入值为给定值与输出值之间的差值，然后模糊控制器对被控对象进行控制。模糊控制器主要完成三个功能：①模糊化：把系统的偏差从精确量转化为模糊量；②推理决策：根据推理规则对模糊量进行模糊推理；③精确化：把推理结果的模糊输出量转化为实际系统能够接受的精确数字量或模

7、拟量。图1模糊逻辑控制系统基本结构温度模糊控制系统的控制目标是温度，对给定值温度与从被控制对象获得的反馈温度值进行比较得到偏差，然后把偏差输入给模糊控制器由控制器决定如何进一步控制被控制对象的温度。在环境温度为24C-25C的前提下立体孵化箱的孵化温度范围应该在36.5C-40C,其中最适宜的孵化温度是378C。本系统的设计目标是把温度控制为378C，误差范围为［-1C,+1C］。控制器输入量有两个，分别是温度偏差te和温度偏差变化tc。温度偏差te表示孵化箱内的温度与设定温度之间的差，温度偏差变化tc表示温度变高或变低的速率。1.1模糊控制器设计模糊控制器设计的

8、主要内容包