[發明專利]基于狀態機的溫度模糊控制方法及其控制系統

有效

• 申請號: 201410050944.X
• 申請日: 2014-02-14
• 公開（公告）號: CN103913990A
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: 程登良;黃海波;王衛華;張凱;蔣偉榮;黃志文
• 申請（專利權）人: 湖北汽車工業學院
• 主分類號: G05B13/00
• 分類號: G05B13/00;G05D23/20
• 代理公司: 深圳市嘉宏博知識產權代理事務所 44273
• 代理人: 楊敏

1.一種基于狀態機的溫度模糊控制方法，其特征在于，首先根據實驗將得到一般情況下的溫度響應共劃分多個狀態，狀態機的轉換流向將為后續最終控制量輸出進行加權；

然后分別將溫度偏差e(T)?和偏差率ec(T)模糊化為多個區間，并分別設定溫度偏差e(T)?和偏差率ec(T)的范圍，再通過線性變換使溫度偏差e(T)?和偏差率ec(T)的范圍歸一化到同一模糊集論域；

接著根據實驗中溫度運行特性建立模糊控制規則表，再由模糊控制規則表得到輸出U，采用“最大隸屬度”方法求解模糊化的輸出U，并設模糊控制器輸出波頭數m_U的范圍；

最后通過線性變換去模糊化，建立模糊控制器輸出波頭數m_U與模糊化的輸出U之間的關系。

2.如權利要求1所述的基于狀態機的溫度模糊控制方法，其特征在于：?

所述溫度偏差e(T)模糊化為7個區間E；?

所述偏差率ec(T)模糊化為7個區間EC；?

所述溫度偏差e(T)的范圍為[e(T)_min,e(T)_max]；?

所述偏差率ec(T)的范圍為[ec(T)_min,ec(T)_max]；?

所述溫度偏差e(T)和所述偏差率ec(T)的模糊集論域都為[-6,6]，即：?

所述模糊化的輸出U的論域為[0,1]；?

所述模糊控制器輸出波頭數m_U的范圍為(m_Umin,m_Umax)；?

所述模糊控制器輸出波頭數m_U與模糊化的輸出U之間關系的關系式為：?

m_U＝(m_Umax-m_Umin)U+m_Umin??????(3)；?

最終波頭數m與所述模糊控制器輸出波頭數m_U之間關系的關系式為：?

m＝m_U*K₁*K₂??????(4)；?

其中，K₁為基于狀態機的加權系數，K₂為環境溫度修正系數。?

3.如權利要求2所述的基于狀態機的溫度模糊控制方法，其特征在于，所述基于狀態機的加權系數K₁總的加權原則是：在E變化緩慢、EC很小的情況下考慮加權，否則EC較大時繼續加權，二者疊加將導致系統超調，一旦EC超過臨界域值，則取消K₁加權，K₁恢復為默認值1。

4.如權利要求3所述的基于狀態機的溫度模糊控制方法，其特征在于：當前態在平衡態之下，即如果當前態從低溫態上升而來，K₁權值減小；當前態如果從高溫態下降而來，K₁權值應加大；

當前態在平衡態之上，即如果當前態從較低溫態上升而來，?K₁權值應減小；如果當前態從較高溫度態下降而來，K₁權值應加大；

當歷史態進入當前態后，歷史態的延時參量清零，同時啟用當前態的延時參量。

5.如權利要求2所述的基于狀態機的溫度模糊控制方法，其特征在于，所述環境溫度修正系數K₂的加權原則是：假設在環境溫度為25℃時取得了較好的控制輸出；當初始態是從低于40℃開始，則認為初始溫度即為環境溫度T₀；當初始溫度大于40℃，則認為是在加熱棒沒有完全冷卻時重新啟動，屬于熱啟動，則默認環境溫度T₀=25℃；

由于系統穩態時散熱率與設定溫度T_S和環境溫度T₀的梯度相關，則：

????????????????????????????????????????（5）。

6.如權利要求2所述的基于狀態機的溫度模糊控制方法，其特征在于：首先根據實驗得到一般情況下的溫度響應曲線狀態圖，共劃分八個狀態，狀態機的轉換流向將為后續最終控制量輸出進行K₁系數加權。