塑料包装机在封口温度上的模糊控制方法.docx

塑料包装机在封口温度上的模糊控制方法yangliu导语：塑料包装机在工作时，封口温度的上下会直接影响产品质量，温度过高或者过低，都会造成产品的缺陷。使用单片机对塑料包装机封口温度进展控制，采用了高精度的热电偶温度测量的方法以及温度的模糊控制方法，具有温度控制精度高，控制温度平稳的特点，在实际当中获得了较好的控制效果。塑料包装机在工作时，封口温度的上下会直接影响产品质量，温度过高或者过低，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特别重要的。我们在研制包装机控制的经过中，使用单片机对塑料包装机封口温度进展单独控制，为到达较好的控温效果，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，获得了较好的控制效果。1系统的构成整个装置由电偶测温局部,模糊控制局部,输出控制局部及单片机系统四个局部组成,图中单片机采用AtmelrAT89C51,它有4K的FLASH程序存储器、128字节的RAM,32根I/O口线、2个16位定时器和一个全双工的串行口。具有较强的指令系统，并有较好的开发工具的支持，足以完成对包装机的封口温度的控制任务。该控制采用热电偶作为温度测量的传感器，测得的温度参数经处理后作为模糊控制的输入量，用模糊算法得到输出的控制量，用于控制封口加热装置的加热功率来实现温度的控制。2温度的准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。热电偶具有构造简单，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等缺乏之处。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。其中A/D转换电路使用具有多通道输入的串行12位:A/D转换器TLC2543。仪用放大器选用高精度的AD620N。冷端温度的测量采用AD590作为测量传感器。用这种方法测温，可在较宽的温度范围内得到准确的温度测量结果。3模糊控制的根本构造与算法在测得准确的温度值的同时，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展控制。3.1模糊化在本系统中，模糊化就是要把输入变量的准确值离散化，变为设定的整数论域中的元素。将要求到达的设定温度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。3.2隶属度函数和语言变量确实定将差值变量、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：NBNMNSZEPSPMPB；模糊子集的隶属度函数选用三角形波形的隶属函数对EEU进展赋值。3.3模糊控制规那么的设计模糊控制器的控制规那么基于专家或者操纵者的经历和技能得出，控制规那么的生成方法有很多，在此采用人工的控制经历，即根据系统阶跃信号的响应确定。得出下面的模糊控制规那么表，如表1所示。模糊控制规那么表表示了一组控制规那么，表征了模糊系统的模糊关系，由控制规那么可求出模糊关系矩阵R。3.4模糊推理在本系统中，由于处理的物理量是温度，反响并不要求特别迅速，因此，可选用激活规那么推理的方法来实现模糊控制的实时处理，即采用模糊化规那么计算解模糊的实时处理经过。激活规那么推理的方法是：根据输入量依次激活各条规那么，对每一条规那么，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那么对输出量的推荐值。然后将所有的规那么得到的推荐值进展合并，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：占用的存储器比拟少，便于调整，可用于较复杂的模糊推理系统。经模糊规那么推理得到的输出量用于控制PWM电路的输出。