个PLC自整定PI模糊控制器.docx

1、个PLC自整定PI模糊控制器一个基于PLC的自整定的PI -模糊控制器 线性和非线性控制驱动器 穆罕默德Arrofiq * 1，诺丁萨阿德* 2 马石油工艺大学 特罗诺，霹雳，马来西亚 1muhammad_arrofiqutp.edu.my 2nordiss.my 抽象本文介绍的设计，实施和 分析了基于PLC的自整定的PI -模糊控制器的线性 和非线性驱动控制。该控制器由两 模糊逻辑块，主要和增益调整分别。主要 作为速度控制器模糊块的行为，而增益调谐块 尺度上的主要模糊输出。输出增益调节有 作为主要的模糊（即速度误差和误差变化同输入）。 通过引入输出增益调节，超调量和稳定时间 可以抑制。控制器

2、的目的是提供 稳定，以减少过冲在干扰和响应 突然改变的参考速度。性能比较 在有价证券投资模糊控制器通过模拟和实验。 拟议系统显示结果令人满意的表现。 一，引言 在许多应用中，传统的控制设计，是 根据控制对象的数学模型或 系统已被使用。通常的数学模型 相当复杂，不容易确定1。此外， 传统的控制是在一定的唯一有效 工作点。另一方面，智能控制 基于人工智能可以模拟人 思维过程。在专家的知识表达的是 在规则，模糊逻辑，提出一个略优于动态 性能比较时，一种更传统的计划 2-4和该控制器的设计不需要明确 汽车知识/加载动态1。该性能 有价证券投资为线性和非线性过程模糊可改善 介绍了自校正（STPIFLC）

3、5。有趣的是， 模糊逻辑控制器具有的相同特点为 传统的PI控制器，这意味着它减少了稳态 错误，但产量处罚上升时间和建立时间。 可编程逻辑控制器（PLC）是一种系统 基于微处理器的可编程控制器，使用一 内存来存储指令和执行功能6。 目前使用的PLC，其中之一是几个优点 容易编程和重新编程7。临立会算术 和逻辑指令。不复杂的计算，可 使用简单的算术指令进行评估。临立 模糊算法在处理证明自己的能力8。在这 研究模糊逻辑评估将采用类似的模拟 在PLC程序。 二。模糊逻辑控制 该框图的开关自校正PI型 模糊控制器如图。 1 5。模糊输出类型 是增量。在这种配置的影响因素是 积分器输出。该系统应能够管理

4、过多的积分器输出。因此，抗饱和 机制，这机制可处理 由模糊规则。 图。 1。框图 主要的模糊控制器隶属函数的输入 和输出图所示。 2，3和4。输出 隶属函数为负大（注），负 中期（新墨西哥州），负小（NS）的，零（泽），阳性小 （注），阳性中（下午）和阳性大（PB）的。主要 模糊规则见表表1.A该推理过程 自调整模糊变得模糊化过程从输入 主体模糊。自整定模糊输出隶属 功能如图所示。 5。它的成员函数 为零（Z），小（S）和中型（M）和大（乙）。为了有 良好的自我调节机制，增益调整规则是通过 来自5，这是第1.b总结表。的单身 在输出隶属函数形式的选择，因为它是 在解决简单的脆输出 去模糊。质心

5、的方法是用在清晰化 过程的事实，以前的研究人员报告说， 质心能够提供卓越的控制性能9，10。 图。 2。隶属函数错误图。 3。改变错误的隶属函数 图。 4。主要输出模糊隶属函数 图。 5。输出隶属函数的模糊尺度 表1 模糊逻辑规则 答：主要模糊湾模糊缩放 错误错误 注：新墨西哥州生理盐水泽聚苯乙烯下午外周血注生理盐水泽聚苯乙烯新墨西哥州下午外周血 注：注：新墨西哥州新墨西哥州新墨西哥州生理盐水泽聚苯乙烯 膨胀系数 注：乙乙乙乙M保安局 注生理盐水新墨西哥州生理盐水生理盐水泽聚苯乙烯生理盐水乙乙乙下午克礼仕 泽注生理盐水泽聚苯乙烯新墨西哥州下午外周血泽S外资并购 M保安局 聚苯乙烯聚苯乙烯聚苯乙

6、烯新墨西哥州生理盐水泽下午外周血保安局常任秘书长的B乙M乙 外周血生理盐水泽聚苯乙烯下午下午下午外周血外周血S乙乙乙外资并购乙 三。在SYSTEM 本节介绍系统使用。为简单起见， 控制的过程是一个直流电动机和控制变量 速度。为了提供不同的特点 过程中，直流电动机电枢电压将提供的 无论是降压斩波器或控制的整流器。系统1 当直流电动机电枢电压由降压 转换器。这种设置是为了调查一个性能 线性系统。因此，模糊控制器提供责任 循环的开关控制信号。系统2是当直流电动机 电枢电压由控制整流器。在这 系统，模糊控制器提供了射击角度 触发信号。这种设置是为了调查一个性能 非线性系统。另外励直流电动机是用于分流

7、在实验中。直流电动机是采用LabVolt 175W功率，1500 转/分，240伏，1.1A。 降压斩波器的直流电压转换为较低的水平。 切碎机使用快速半导体开关直流转换 电压和电流。其开关控制信号发生器 提供信号的IGBT。这个信号转IGBT的开或关。 占空比（D）是指在规定的时间和比例之间 期间控制信号。输出电压（VO）的降压 斩波器的占空比成正比，输入电压（六） 并遵循方程（1）。 = D的旁白。六（1） 整流电路是交流直流转换。常用 整流器是利用二极管排列在硅控制 整流器（SCR）是用于控制整流器。在受控制 整流器的触发信号，是必须作出可控硅行为。 触发信号输入过电压后产生 零电压。之间

8、产生触发信号延迟和零 通道是射击角度（）。输出电压 控整流器如下（2）。 （） 1 2。罪恶0.9余弦 行政主任=？胚胎干吨吨=胚胎 + （2） 四。结果 在基于PLC控制器的性能进行了研究 使用模拟和实验工作。模拟和 实验采用的是系统一厂（线性厂） 和系统2（1非线性厂）。为了尽量减少 基于PLC的时间周期，该整数用于模糊 运作。截断是适用于所有的算术运算。 图6显示了系统的工作点。该 调查工作是在两个工作点。为 系统1，N1和N2的速度为600转和1200转 分别。对于系统2，N1和N2的速度是每分钟500转 和1000转速分别。负载转矩（T1的）为500 mNm。 图。 6。该系统的工作

9、点 答：在恒定负载变速 为了表明STPIFLC系统的性能， 参考恒定转速突然变化 引进。非负荷系统的工作点是点 ，点D，然后C点为加载系统，运行 点是点A，B点，然后再答响应 相比PIFLC。由于突然的反应变化 参考速度图所示。 7和图8。据指出，为 自我调整，当实际值是关闭的参考 响应速度更快。这是控制的自我调节作用 机制。基于调整规则，当误差为南北或PS 和误差变化泽，增益是制约米 超调时进行错误NS和误差变化是生理盐水。 所增加的产量将高于PIFLC输出。该 STPIFLC维持使输出稳态误差 控制器0。性能分析的模拟步骤 功能和速度的突然变化是参考 总结在表2和3 11。性能分析试点工作

10、步骤功能和突然改变 速度参考，列于表4和5。 二变负荷恒定速度 这一步是一个正在变化中的要求，例如 显着高于或低于目前的情况下。该 干扰可能源自于马达变化 负载要求。本次调查的工作点 速度N1的是C点，A点，然后C点就车速 氮气，作业点D点，B点，然后点四 图。 9和图。 10时，表明系统响应负载 并在一个应用系统一恒定速度释放 二。当负载应用，速度下降 STPIFLC比PIFLC低。这种情况就像是当 实际速度是封闭的参考。性能分析 对于这种情况，总结模拟表6和7 11。试点工作性能分析本 情况汇总表8和9。据指出，当 负载应用，实际速度会下降。自 速度下降的范围在下午/聚苯乙烯/泽和NM /

11、生理盐水/泽 自我调整机制的运作和控制的主要 模糊输出。可以看出，从响应，快速 增加应用和负载时发生误差小。 图。 7。在系统的响应速度突然改变1 图。 8。在系统的响应速度突然改变2 表2 性能分析的仿真速度突如其来的改变 系统一 空载负载 刚果解放阵线STPIFLC解放阵线STPIFLC 一步 反应 操作系统（）0.15 1.44 0.04 0.14 章（第）0.48 0.14 0.88 0.28 给付（第）0.98 0.41 0.33 0.12 速度 增加 操作系统（） - - - - 给付（第）0.77 0.31 0.90 0.25 速度 下降 美国（）41.38 36.55 0 4.

12、36 给付（第）1.94 1.70 0.93 0.66 表3 性能分析的仿真速度突如其来的改变 系统一 空载负载 刚果解放阵线STPIFLC解放阵线STPIFLC 一步 反应 操作系统（）19.32 18.93 4.96 5.00 章（第）0.41 0.48 0.63 0.61 给付（第）3.80 3.61 2.74 2.48 速度 增加 操作系统（）9.55 8.32 3.76 3.61 给付（第）2.04 2.52 3.76 3.00 速度 下降 美国（）54.86 46.56 31.26 28.64 给付（第）4.56 4.40 3.11 3.20 表四 性能分析试验速度突如其来的改变

13、系统一 空载负载 刚果解放阵线STPIFLC解放阵线STPIFLC 一步 反应 操作系统（）0.83 0.83 0.83 1.17 章（第）0.95 0.41 1.09 0.65 给付（第）1.31 0.71 1.51 0.96 速度 增加 操作系统（）0.4 0.4 0.42 0.58 给付（第）1.49 1.17 1.39 1.00 速度 下降 美国（）1.3 1.3 0.833 1.33 给付（第）1.72 1.23 1.76 1.35 表现 分析 误差性能指标1.1 x103 786.34 1.14x103 730.01 的ISE 3.94x105 2.78x105 4.00x105

14、2.29x105 ITAE 1.35x104 1.11x104 1.33x104 9.21x103 表5 性能分析试验速度突如其来的改变 系统2 空载负载 刚果解放阵线STPIFLC解放阵线STPIFLC 一步 反应 操作系统（）7.60 5.60 3.00 3.60 章（第）0.83 0.85 0.97 0.65 给付（第）2.16 2.38 1.35 2.7 速度 增加 操作系统（）4.9 8.1 2.1 2.9 给付（第）2.41 1.78 1.61 0.96 速度 下降 美国（）16.2 19.2 4.8 4.4 给付（第）3.37 2.72 1.48 1.44 表现 分析 883.1

15、6 946.15 704.28误差性能指标1.05x103 的ISE 3.16x105 2.52x105 3.12x105 2.21x105 ITAE 1.17x104 9.77x103 8.78x103 7.40x103图。 9。响应在负载突然改变系统1 图。 10。在系统响应负载突然改变2 表6 性能分析中的仿真负荷突如其来的改变 系统一 速度2速度1 刚果解放阵线STPIFLC解放阵线STPIFLC 负载 应用 ndrop（）11.71 11.01 5.81 5.47 操作系统（） - - - - 给付（第）0.72 0.45 0.57 0.36 负载 发布 nrise（）10.77 1

16、0.22 5.53 5.24 美国（） - - - - 给付（第）0.78 0.53 0.64 0.46 表7 性能分析中的仿真负荷突如其来的改变 系统2 速度2速度1 刚果解放阵线STPIFLC解放阵线STPIFLC 负载 应用 ndrop（）32.14 29.77 16.17 14.77 操作系统（）5.65 4.86 2.93 1.64 给付（第）2.56 2.37 3.05 1.22 负载 发布 nrise（）31.61 29.53 15.03 14.34 美国（）15.62 9.76 4.13 2.85 给付（第）2.98 2.71 2.42 2.41 表8 性能分析试验中负荷突如其

17、来的改变 系统一 速度2速度1 刚果解放阵线STPIFLC解放阵线STPIFLC 负载 应用 ndrop（）9.1 6.67 5.38 4.08 操作系统（）0.83 2.8 0 0 给付（第）0.46 0.44 0.53 0.32 负载 发布 nrise（）9 6.5 5.46 3.77 美国（）0.83 1.33 0.8 1 给付（第）0.45 0.23 0.58 0.28 表现 分析 误差性能指标315.64 162.45 1.53x103 1.12x103 的ISE 8.11x104 3.61x104 1.02x106 6.15x105 ITAE 1.01x103 988.43 4.0

18、5x103 3.55x103 表9 性能分析试验中负荷突如其来的改变 系统2 速度2速度1 刚果解放阵线STPIFLC解放阵线STPIFLC 负载 应用 ndrop（）33.2 22.2 19 14.4 操作系统（）4.6 3.6 1.6 4 给付（第）1.68 1.27 1.42 0.71 负载 发布 nrise（）31.8 22 18.2 12.5 美国的（）11.8 5.8 7 3.6 给付（第）3.01 2.33 3.27 2.36 表现 分析 误差性能指标627.57 441.91 1.48x103 1.29x103 的ISE 1.41x105 8.95x104 8.10x105 7

19、.11x105 ITAE 4.59x103 3.07x103 6.77x103 4.57x103 三变的速度和负载同时参考 据推测，参考速度和马达 在负荷变化时，同时这种干扰是 目前。在这两种情况下将被视为研究：（一） 骚乱发生由于两个要求，即对一， 增加速度和增加运动负荷， （二）产生的干扰是由于两个要求，即 为提高速度和减少了电机负荷。 性能仿真分析这项调查是 总结于表10和11 11。 该系统1和2的反应体系为（a）为正 描绘图。 11和图。 13，分别。该 这种情况的工作点是C点，B点， 然后C点试点工作性能分析 对于这种情况如表12和13。这是 指出，遇到的实际速度在下降 例如，当负

20、载增加和参考速度 增加。此解释是，该控制器的 行动取决于采样周期是慢 比反应过程即电机转速。 该系统1和2的反应体系为（b）项 描绘图。 12和图。 14元。操作 对于这种情况点A点，D点，然后答 指出，没有速度下降为（b）是观察到的 负荷减少，而增加的速度参考。通常情况下，实际速度增加时，负载 下降。由于参考的速度增加， 支持的控制器以达到最终值。 表10 性能分析，系统仿真1 案例（一）案（二） 刚果解放阵线STPIFLC解放阵线STPIFLC 忽然 变化1 ndrop（）4.61 4.61 - - 操作系统（）0 12.94 - - 给付（第）0.85 0.65 0.35 0.59 忽然

21、 改变2 nrise（）2.36 2.38 - - 美国（）41.28 36.57 - - 给付（第）1.98 1.72 0.57 0.56 表11 性能分析，系统仿真2 案例（一）案（二） 刚果解放阵线STPIFLC解放阵线STPIFLC 忽然 变化1 ndrop（）7.57 5.55 - - 操作系统（）3.77 3.65 9.54 8.90 给付（第）3.86 2.95 1.98 2.53 忽然 改变2 nrise（）7.75 6.37 - - 美国（）55.14 46.67 31.62 28.98 给付（第）4.66 4.46 3.03 3.13 图。 11。测试响应（一）系统1 图。

22、 12。响应测试（二）系统1 表12 性能分析系统1实验 案例（一）案（二） 刚果解放阵线STPIFLC解放阵线STPIFLC 忽然 变化1 ndrop（）3 2.5 - - 操作系统（）0.42 0.42 0.42 0.42 给付（第）1.59 0.90 1.33 1.12 忽然 改变2 nrise（）1.25 0.833 - - 美国（）0.83 8.33 0.833 0.833 给付（第）1.73 1.43 1.62 1.27 表现 分析 700.15 984.86 670.82误差性能指标1.20x103 的ISE 4.43x105 2.67x105 3.26x105 2.18x105

23、 ITAE 1.45x104 1.05x104 1.11x104 8.73x103 图。 13。测试响应（一）系统2 图。 14。响应测试（二）系统2 表13 性能分析，系统2实验 案例（一）案（二） 刚果解放阵线STPIFLC解放阵线STPIFLC 忽然 变化1 ndrop（）1.8 3.4 - - 操作系统（）3.4 7.8 6.8 6.6 给付（第）1.56 1.52 3.28 1.64 忽然 改变2 nrise（）1.6 0.6 - - 美国（）26.6 28.2 15.8 12.4 给付（第）3.57 2.57 2.60 1.99 表现 分析 876.91 945.86 747.34

24、误差性能指标1.08x103 的ISE 3.35x105 2.58x105 2.74x105 2.2 x105 ITAE 1.25x104 9.85x103 9.46x103 7.67x103五，结论 本文介绍的工作做出了贡献1 更透彻地了解了用于配置和程序 实施基于PLC的自整定模糊控制的 线性和非线性驱动控制。这里介绍的工作 在软件提供的处理方面有希望的工具 PLC系统，并为其他途径的研究范围 解决线性和有关问题的不同方面 非经线性驱动控制基于PLC的模糊控制器。 考 1 2031索萨和BK百色，“模糊集理论的控制 一相直流电机驱动器控制器“，硕士交易 对工业应用，第一卷。 30页。 34

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