塑料包裝機封口溫度的模糊控制方法摘要：硬車削也許不如想象的難低碳鋼A-TIG焊接方法的試驗研究兩相交銑削平面的數(shù)學處理世界機床工業(yè)國際化發(fā)展趨勢剃齒工藝的現(xiàn)狀及其與磨齒工藝的比較夏利將啟動發(fā)動機技術改造專案快速而且精確的復合式切割設備機械故障的形成及其特性分析Inventor和CAXA的文件交換及應用電弧超聲技術及其工業(yè)應用基于Pro/MECHANICA的機床拖板有限元模態(tài)分析機床傳動誤差測量方法沖壓工藝分類數(shù)控加工自由曲面時刀具干涉的判別直線軸承LM與LME代號基本含義ABB變頻器的常見故障及維修對策交大昆機落地銑鏜床全部數(shù)控化雙轉(zhuǎn)臺五軸數(shù)控機床后置處理算法研究熱處理油選用要注意的環(huán)節(jié)CAXA數(shù)控車實用教程[標簽:tag]引言塑料包裝機在工作時，封口溫度的高低會直接影響產(chǎn)品質(zhì)量，溫度過高或過低，都會造成產(chǎn)品的缺陷，影響產(chǎn)品的美觀。所以在包裝機中，對封口的溫度控制是十分重要的。我們在研制包裝機控制的過程中，使用單片機對塑料包裝機封口溫度進行單獨控制，為達到較好的控溫效.
引言
塑料包裝機在工作時，封口溫度的高低會直接影響產(chǎn)品質(zhì)量，溫度過高或過低，都會造成產(chǎn)品的缺陷，影響產(chǎn)品的美觀。所以在包裝機中，對封口的溫度控制是十分重要的。我們在研制包裝機控制的過程中，使用單片機對塑料包裝機封口溫度進行單獨控制，為達到較好的控溫效果，采用了模糊控制方法。經(jīng)試驗，系統(tǒng)具有控溫精度高、控溫平穩(wěn)的特點，取得了較好的控制效果。
1系統(tǒng)的構成
圖1給出了系統(tǒng)的控制結(jié)構,整個裝置由電偶測溫部分,模糊控制部分,輸出控制部分及單片機系統(tǒng)四個部分組成,圖中單片機采用Atmelr AT89C51,它有4K的FLASH程序存儲器、128字節(jié)的RAM,32根I/O口線、2個16位定時器和一個全雙工的串行口。具有較強的指令系統(tǒng)，并有較好的開發(fā)工具的支持，足以完成對包裝機的封口溫度的控制任務。該控制采用熱電偶作為溫度測量的傳感器，測得的溫度參數(shù)經(jīng)處理后作為模糊控制的輸入量，用模糊算法得到輸出的控制量，用于控制封口加熱裝置的加熱功率來實現(xiàn)溫度的控制。
2溫度的精確測量
在包裝機的溫度控制中，采用熱電偶作為測量溫度傳感器。熱電偶具有結(jié)構簡單，測溫范圍大，響應快的特點，所以得到廣泛的應用。但熱電偶也存在輸出非線性，所測的溫度與熱電偶的冷端溫度有關等不足之處。
溫度的測量由多路開關、小信號儀用放大器、A/D轉(zhuǎn)換器和冷端測溫電路組成，如圖2所示。圖中A/D轉(zhuǎn)換電路使用具有多通道輸入的串行12位:A/D轉(zhuǎn)換器TLC2543。儀用放大器選用高精度的AD620N。冷端溫度的測量采用AD590作為測量傳感器。
用這種方法測溫，可在較寬的溫度范圍內(nèi)得到精確的溫度測量結(jié)果。
3模糊控制的基本結(jié)構與算法
在測得精確的溫度值的同時，需要有好的控制算法完成對包裝機封口的溫度控制。在本裝置中，使用模糊控制的方法來進行控制。
3.1模糊化
在本系統(tǒng)中，模糊化就是要把輸入變量的精確值離散化，變?yōu)樵O定的整數(shù)論域中的元素。將要求達到的設定溫度ts與通過熱電偶測得的溫度t的差值E作為模糊控制的一個輸入量U的變化率△E=dE/dt作為模糊控制的另一個輸入量，輸出量’用于控制脈沖寬度調(diào)制PWM電路的輸出，PWM電路根據(jù)此值輸出相應脈寬的脈沖來控制加熱功率的大小。
3.2隸屬度函數(shù)和語言變量的確定
將差值變量、差值的變化率及輸出控制量的模糊量的語言值分為7檔(負大、負中、負小、零、正小、正中、正大)，用符號表示為：NB NM NS ZE PS PM PB；模糊子集的隸屬度函數(shù)選用三角形波形的隸屬函數(shù)對E△E U進行賦值。輸入輸出模糊子集的隸屬函數(shù)如圖3。
3.3模糊控制規(guī)則的設計
模糊控制器的控制規(guī)則基于專家或操作者的經(jīng)驗和技能得出，控制規(guī)則的生成方法有很多，在此采用人工的控制經(jīng)驗，即根據(jù)系統(tǒng)階躍信號的響應確定。得出下面的模糊控制規(guī)則表，如表1所示。模糊控制規(guī)則表表示了一組控制規(guī)則，表征了模糊系統(tǒng)的模糊關系，由控制規(guī)則可求出模糊關系矩陣R。其形式為：
3.4模糊推理
在本系統(tǒng)中，由于處理的物理量是溫度，反應并不要求十分迅速，因此，可選用激活規(guī)則推理的方法來實現(xiàn)模糊控制的實時處理，即采用模糊化———規(guī)則計算———解模糊的實時處理過程。激活規(guī)則推理的方法是：根據(jù)輸入量依次激活各條規(guī)則，對每一條規(guī)則，計算輸入對各隸屬函數(shù)的隸屬度，即模糊化，并取最小的值作為該規(guī)則對輸出量的推薦值。然后將所有的規(guī)則得到的推薦值進行合并，采用面積重心法求解，得到在當時輸入時的模糊控制的輸出量。采用這種方法的優(yōu)點是：占用的存儲器比較少，便于調(diào)整，可用于較復雜的模糊推理系統(tǒng)。經(jīng)模糊規(guī)則推理得到的輸出量用于控制PWM電路的輸出。
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