[發明專利]一種模糊PID控制器及規模化養豬場沼氣工程控制系統

在審

• 申請號: 201811108959.1
• 申請日: 2018-09-21
• 公開（公告）號: CN109507868A
• 公開（公告）日: 2019-03-22
• 發明（設計）人: 劉林;王眾;夏云;劉永寧;韓先楨;李結
• 申請（專利權）人: 廣東廣墾畜牧工程研究院有限公司;廣東廣墾畜牧集團股份有限公司;陽江廣墾畜牧有限公司
• 主分類號: G05B11/42
• 分類號: G05B11/42
• 代理公司: 北京商專永信知識產權代理事務所(普通合伙) 11400
• 代理人: 高之波;李波

1.一種模糊PID控制器，其特征在于，包含模糊PID控制模塊以及與所述模糊PID控制模塊連接的：

PID控制模塊，用于在小偏差范圍內調整控制變量；

模糊化模塊，用于將所述模糊PID控制器的輸入量的確定值轉換為相應的模糊語言變量值；

模糊推理模塊，用于建立模糊規則，從不精確的前提集合中得出可能的不精確結論；

反模糊化模塊，用于將所述模糊PID控制器的輸出量的模糊語言變量值轉換成確定值。

2.根據權利要求1所述的模糊PID控制器，其特征在于，所述的模糊化模塊用于控制太陽能加熱裝置。

3.根據權利要求2所述的模糊PID控制器，其特征在于，所述模糊PID控制器的輸入變量為所述太陽能加熱裝置的溫度偏差e和溫度偏差變化量ec，輸出變量為所述太陽能加熱裝置的溫度增量u。

4.根據權利要求3所述的模糊PID控制器，其特征在于，所述模糊PID控制器通過模糊神經網絡模型訓練學習后得出所述溫度偏差e和所述溫度偏差變化量ec的連續論域和溫度增量u；并根據以下公式，分別求得e和ec的量化因子ke和kec，以及比例因子ku：

5.根據權利要求4所述的模糊PID控制器，其特征在于，所述PID控制器的傳遞函數為：

其中，其中K_p為比例參數，T_i為微分時間常數，τ為微分時間常數。

6.根據權利要求5所述的模糊PID控制器，其特征在于，所述模糊推理模塊采用以溫度為控制變量的雙輸入單輸出的模糊控制系統，根據沼氣池中的溫度特性的分析以及相關文獻的研究成果，建立以模糊語言表示的模糊控制推理合成規則和模糊控制規則，所述模糊控制規則的依據是當偏差大或較大時，選擇控制量以盡快消除偏差為主；而當偏差較小時，選擇控制量要注意防止超調，以系統的穩定性為主要出發點，所述模糊控制規則的形式為：

IF e＝……and IF ec＝……；

THEN u＝……。

7.根據權利要求6所述的模糊PID控制器，其特征在于，所述模糊推理模塊具有49條模糊控制規則。

8.根據權利要求7所述的模糊PID控制器，其特征在于，所述模糊推理模塊的模糊控制規則包括：

(1)IF e＝ZO and ec＝NB，THEN u＝PB；

(2)IF e＝ZO and ec＝NM，THEN u＝PB；

(3)IF e＝ZO and ec＝NS，THEN u＝PS；

(4)IF e＝ZO and ec＝ZO，THEN u＝ZO；

(5)IF e＝ZO and ec＝PS，THEN u＝NS；

(6)IF e＝ZO and ec＝PM，THEN u＝NM；

(7)IF e＝ZO and ec＝PB，THEN u＝NB。

9.根據權利要求1所述的一種PLC平臺，其特征在于，包括權利要求1至7中任一項所述的模糊PID控制器，所述PLC平臺還包括OPC連接模塊，所述OPC用于將所述模糊PID控制器與PLC平臺進行連接。

10.根據權利要求1所述的一種規模化養豬場沼氣工程控制系統，其特征在于，包括權利要求8所述的PLC平臺。