模糊控制是一种类似语言的控制方式,有较强的控制稳定性、鲁棒性和响应快速性,特别适用于不能建立精确数学模型的控制过程。中央空调制冷监控系统由检测设备、控制器、输出控制设备组成。其中,检测设备由热电偶和I/O采集卡组成,控制器为一台工控机,而输出设备是由一块D/A输出卡和电磁滑阀构成。为了保证检测的精度,A/D采集卡的采集精度为12位;工控机控制D/A卡输出05V信号,控制变频调速器,以改变三相交流电机转速,最终控制滑阀电磁阀的当前位置。
模糊控制器的设计模糊控制器运用模糊推理方法,将专家知识和经验直接描述为语句所表达的一组过程控制规则和策略,对过程进行有效控制。其中输入量包括外界的参考输入、系统的输出或状态等。将处理过的输入量进行变换,使其变换到各自的论域范围中。不同于通常的逻辑所描述的确定概念模式,模糊逻辑用介于<0,1>之间的一个真值来表达含义。引入隶属函数可将该区间内的数值转换为模糊的概念。将论域内原来精确的输入量进行模糊化。借助隶属度函数使一定的温度间隔同语义相对应,并描述某些物理量对过程的相关性。
控制规则推理是模糊控制的核心部分。在这里,专家知识和经验被转换为以IF满足某条件,THEN可推出某结论形式的模糊条件句来描述的过程控制策略。IF0描述不确定的边界条件,THEN0描述所采取的控制方法。反模糊化单元将不确定的语义,重新转换成精确用于控制的物理量,其数值就是输出量或调节量。同样,输出量对应一个模糊集。模糊控制规则确定输入模糊集温度与输出模糊集滑阀开度之间的对应关系。
反模糊化通常有以下几种方法:取隶属度函数的最大值为清晰值;取隶属度的中位数为清晰值;取加权平均计算分重心是一种比较实用和方便的计算方法。在实际应用中,比较多的是采用重心扩展法,即将模糊集向左右扩展,以弥补重心法中重心不能位于调节区域的边界上的缺陷。
模糊控制器的实现为了提高控制精度和速度,用实测值与设定值的偏差和温度的变化率作为输入的两输入控制方式。模糊控制器的实现有几个关键步骤:根据输出计算温度的变化率;根据输出和温度的设定值计算温度偏差;输入的模糊化;模糊关系的推理;测量结果的精确化。模糊控制器主要完成采样、标定、论域变换、数据转换、控制输出等。