[發明專利]基于模糊控制的潤滑油溫控制系統有效

申請號：	201110314488.1	申請日：	2011-10-17
公開（公告）號：	CN102393631A	公開（公告）日：	2012-03-28
發明（設計）人：	楊升	申請（專利權）人：	北京中冶設備研究設計總院有限公司
主分類號：	G05B13/00	分類號：	G05B13/00
代理公司：	北京中安信知識產權代理事務所 11248	代理人：	周淑昌
地址：	100029 北京市朝陽區***	國省代碼：	北京;11
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摘要：
搜索關鍵詞：	基于模糊控制潤滑油溫控系統
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【權利要求書】：

1.提供一種基于模糊控制的潤滑油溫控制系統，其特征是：包括以下步驟：a、定義變量；b、模糊化；c、知識庫；d、邏輯判斷；e、解模糊化；其中a、定義變量：TT3溫度調節回路系統標準PID調節器參數P、I、D；冷卻水調節閥出口處溫度監控值TT3；被潤滑機械潤滑油入口溫度監控值TT4；TT4值用來作為PID調節器的反饋值PV；潤滑油由TT3測溫點流到TT4測溫點所需的時間T1；冷卻水調節回路PID調節器給定值SP；冷卻水調節回路PID調節器輸出LMN；PID調節器給定值SP增(減)幅值Δt；b、模糊化：在PID系統通過調節冷卻水調節閥對TT3溫度點進行溫度調節的過程中，如果調節時間不超過T1，則在整個調節過程中，控制系統不關心TT4此刻的溫度值，直到經過時間T1后在TT4測溫點已獲取到新的溫度，此時系統才將采樣到的值與TT4的目標值進行對比，對比完之后，再重新決定是否要修正PID調節器的設定值，如果TT4采樣到的溫度值在目標控制值范圍內，則PID調節器的給定值不變，系統仍舊按照之前的設定值進行調節，經過T1時間段后，再檢查TT4的溫度值，整個控制過程中，系統不關心TT3與TT4之間的溫度差值，而只是關心其變化趨勢，PID調節器的設定值與TT4的目標值也無具體的線性關系；c、知識庫：潤滑系統的潤滑油從油箱出來后，經過冷卻水調節閥后，進入蓄能罐，來對潤滑油進行打壓，之后才經過管道輸送至機械設備使用，受蓄能器罐內液位、環境溫度及機械設備運行時間等因素影響，很難找到TT3測溫點與TT4測溫點溫度變化的絕對函數關系式，而只是知道一個變化趨勢，即TT3測溫點油溫變高，經過時間T1，TT4測溫點的溫度也會變高；反之TT3測溫點油溫變低，經過時間T1，TT4測溫點的油溫也會變低；d、邏輯判斷：調節系統在經過T1時間段后，即調節后的潤滑油已經流經TT4測溫點，此時將TT4測溫點采集的溫度信號與目標值進行對比，如果TT4采集到的溫度高于目標值，也即說明TT3的溫度值較高，PID設定值應適當下調；如果TT4采集到的溫度低于目標值，也即說明TT3的溫度值較低，則PID設定值應當適當上調；模仿人類下判斷時的模糊概念，運用模糊邏輯和模糊推論法進行推論，而得到模糊控制訊號，此部分是模糊控制器的精髓所在；e、解模糊化：根據之前的邏輯判斷，如果經過一個調節周期T1后，TT4溫度高于其目標值，則將TT3溫度調節回路的PID設定值SP下調，即新的SP_n+1＝SP_n-Δt，反之，則將TT3溫度調節回路的PID設定值SP上調，即新的SP_n+1＝SP_n+Δt；將推論所得到的模糊值轉換為明確的控制訊號，作為系統的輸入值；本系統由一套PLC系統來完成，通過PLC的溫度采集模板將所需溫度值采集到PLC系統；同時通過PLC的模擬量輸出模板輸出4～20mA電流信號來控制冷卻水調節閥的開口度，具體的實現方法是：首先，確定標準PID調節器的P、I、D參數，先對TT3測溫點設定一個溫度，使用標準PID調節器對冷卻水調節閥進行控制對設定值進行調節，使其達到穩定的調節效果，至此，P、I、D參數確定完畢；在確定標準PID調節器參數的同時，注意觀察系統的滯后時間，即潤滑油從TT3測溫點流至TT4測溫點的時間，系統記下此滯后時間T1；建立模糊控制系統，對TT3測溫點設定一個初始的溫度設定值SP₁，PID調節器以該值為目標，進行調節，經過T1時間段后，對TT4測溫點的溫度進行采樣，并與目標值進行，如TT4實際值高于目標值，則控制系統將PID設定值SP₁重新賦值，即SP₂＝SP₁-Δt；如TT4實際值低于目標值，則控制系統將PID設定值SP重新賦值，即SP₂＝SP₁+Δt；PID以新的設定值為目標，進行調節，經過T1時間段后，再按照之前的方法進行判斷及控制，直到TT4測溫點達到目標控制溫度；至此，系統進入穩定狀態，但系統會一直監控TT4的溫度變化，如果TT4溫度超出其目標范圍值，則模糊控制系統會重新啟動，重新進行調節，直到系統達到新的穩態為止。