一种单片机温度模糊控制系统的实现.doc

一种单片机温度模糊控制系统的实现甄丽平，司绍伟，马艳玲（石家庄经济学院信息工程系河北石家庄；武警石家庄指挥学校河北石家庄）摘要：将模糊控制理论应用到单片机温度控制系统，根据电饭煲的温度控制规律，介绍了一种模糊电饭煲温度控制系统。系统软件设计采用定时中断的结构，核心为模糊控制器的实现。介绍了温度模糊控制器输入模糊化、模糊决策、输出逆模糊化等过程实现，并进行了实验研究。该系统具有实时性好、控制速度快、稳定性好等优点。关键词：温度控制；模糊控制；单片机；中断中图分类号：文献标识码：文章编号：（） ， ， （ “，亚“ “，“， 。 ，）： ， ， ， ， ： ； ； ； 随着现代工业技术的发展，被控对象和生产过程日益复杂，系统的非线性、时滞性和环境的不稳定性导致难以建立精确的数学模型，这使传统控制技术受到了严峻的挑战，但却为模糊控制技术提供了广泛的发展应用空间。模糊控制技术的控制算法由控制规则和推理机构组成，能方便地描述控制操作人员的控制经验，不需要被控对象的数率由模糊控制器进行处理，输出开关控制量“，即继电器在采样周期内接通时间的占空比，对加热过程进行控制。学模型，便可达到较好的控制效果，该技术在我国已广泛地用于家用电器、仪器和工业控制等领域。非常适用于温度控制系统。系统的实现图温度模糊控制系统通过对模糊控制理论的学习和研究，结合目前应用广泛的单片机，设计实现了模糊电饭煲的控制系统。温度模糊控制系统的设计为了实现模糊电饭煲的良好控制，采用二维温度模糊控制系统，如图所示。整个系统的核心是模糊控制器。其控制规律是由单片机软件设计实现的，过程分为输入模糊量化、模糊决策、输出逆模糊化个阶段。温控装置由继电器驱动电路实现加热过程的控制。为了简化硬件系统，只设置了锅底温度检测，用热敏电阻构成温度检测电路。在模糊电饭煲中，模糊温度控制有种情况：一种是恒温控制，另一种是匀速升温控制。恒温控制用于沸腾和保温阶段，匀速升温控制用于加热阶段。对于不同的阶段，其控制原理类似，只是模糊控制的输入量和给定值不同。在恒温控制中，温度偏差和温度偏差变化率作为输入量，恒定的温度值为给定量；在匀速升温控制中，控制器输入量为温度变化率和温度变化率的变化率，给定值是一个恒定的温度变化率。两种控制的输出量是用占空比表示的模糊量，实现温控装置中继电器驱动电路的控制。其实现过程为：系统将温度检测装置得到的实时信号与设定温度信号进行比较，得到误差信号以及误差变化模糊量化在模糊控制系统中，得到的观测数据往往是精确值，对一个精确值的模糊化，是将一个精确值化成一个或几个模牧稿日期：一万方数据糊值的单点。将输入量的连续论域，划分为均等的部分如一，以，即模糊论域，可通过变换：一，一（口十）（一口），把论域口，转化到论域一九，咒。得出的以和妇即为基本论域为一，珂的语言变量。本系统保温过程中，温差和温差变化率为语言输入变量；升温过程中，温差变化率及温差变化率的变化率为语言输入变量。输出变量为开关量“。模糊分割数取，各语言变量的论域如下：；，、口：一，）户：户一，）由于输出变量不可能出现负值，所以只在正数论域中进行划分。隶属函数均取三角形。模糊决策模糊决策的基础是模糊控制规则。总结温度控制经验，温度模糊控制规则如表所示。表温度模糊控制规则化为。可得：。，一（。，）。在模糊系统运行时，控制器需要进行模糊化、模糊推理等过程，为了进一步提高系统的实时性，本系统将上述推理过程通过离线计算，产生一个模糊控制总表，以简化系统运行时控制器的在线运算。有了模糊控制总表，单片机只需要将其和的实测值离散并量化到相应的论域，再根据量化值查模糊控制总表，即可得到输出量在量化论域的值“。输出逆模糊化由模糊推理得到的结论仍然是输出控制量的模糊集，要应用于被控系统，还需将其映射到精确值。由模糊控制总表得到输出量甜后，再利用“一（一口）“以）求出实际的控制量“，施加到被控对象上去。结语尸肘模糊控制有着显著的优点和工程意义，他能对复杂时变和非线性的控制系统模仿，升华控制经验和策略，进行具有智能特点的控制。本文的控制系统具有实时性好、控制速度快、稳定性好等优点。参考文献其模糊关系可以用个条件语句表示，如： 余永权，曾碧单片机模糊逻辑控制北京：北京航空航天大学出版社，王俊普智能控制合肥：中国科学技术大学出版社，每个模糊关系可以由下式计算得到：尺。一，“，总的模糊关系由下式求出：二熊朝晖模糊逻辑在温度控制中的应用计量与测试技术，（）：张志军，孙旭东模糊控制在温度控制中的应用口自动化与仪器仪表，（）当模糊控制器实时输入为白，时，输出控制量的变；！：吨石屯吨；！；！：！：心屯！；吧吨以吨，；斗窖，：吨：吧；、！吧窖也，；乜吧；吧：吧代！吨；吨；！矗吧斗窖吧，：吨；叱：吨；、！：吧代吧！；吨；！矗吧、！舢？吨矗！（上接第页）参考文献结语李玉东，李罡，李雷中文版控件大全由于目前计算机与之间的通讯在越来越多的工业场合中得到应用，因此就需要一种较比奇偶监督码更加准确高效的编码方式以满足目前越来越高速的信息传输要求。本文提出了一种利用 以及编程语言实现循环冗余校验的编码方式，他具备极其准确的纠错性能和良好的快速执行性能，相信在各种高速传输信息的工业通信系统中会有很好的应用性。万方数据北京：电子工业出版社， 可编程序控制器系统手册葛方晖循环冗余校验的原理及软件实现口天津轻工业学院学报，（）尹冬元，梁松海位以内任意长度的计算及校验的实现电子工程师，（）：刘会杰，张乃通基于查表法的快速设计口通信技术，一种单片机温度模糊控制系统的实现作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：甄丽平， 司绍伟， 马艳玲， Zhen Liping， SI Shaowei， MA Yanling甄丽平,马艳玲,Zhen Liping,MA Yanling(石家庄经济学院,信息工程系,河北,石家庄,050031)， 司绍伟,SI Shaowei(武警石家庄指挥学校,河北,石家庄,050061)现代电子技术MODERN ELECTRONICS TECHNIQUE2005,28(17)3次参考文献(4条)1.张志军;孙旭东 模糊控制在温度控制中的应用 1998(05)2.熊朝晖 模糊逻辑在温度控制中的应用期刊论文-计量与测试技术 2002(05)3.王俊普 智能控制 19964.余永权;曾碧 单片机模糊逻辑控制 1995引证文献(3条)1.卢建明.李致远 模糊神经网络在温控系统中的应用期刊论文-仪器仪表用户 2010(5)2.张敏 基于单片机结合