[发明专利]基于状态机的温度模糊控制方法及其控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及温度传感器技术领域，尤其涉及一种基于状态机的温度模糊控制方法及其控制系统。 

背景技术

传统的模糊控制策略考虑误差e和误差变化率ec的输入来进行温度控制决策，对于温度这样较大延迟的系统，由于温度响应较大滞后，虽然ec反映了温度变化的趋势，但因为ec也较大滞后于输入控制量，所以ec作为输入量容易引起控制失调，控制效率低且不够精确，无法广泛应用于惯性较大系统，无法有效应用于水温传感器及汽车水温仪表产品的标定以及输出特性、灵敏度、线性度、重复度等检测，或者相关技术培训、高校汽车电子专业实践等领域。同时，现有技术中虽然有汽车发动机热敏电阻型水温传感器性能测试仪设计方案，但是结构较复杂，体积不够小巧，采用加热开环控制，不便精确控温，不便作为测试标定平台。同时，在教学过程中一直以简易的实验器材来开发 “发动机冷却液温度传感器”实验，用电热壶加热水来模拟发动机冷却液，用手动调压器结合玻璃温度计观测来控制温度，某个温度大致平稳后再测量电阻值。但是实验过程繁琐，尤其调温不好掌控，且多个实验组同时实验时，容易喷洒水，安全性也不好把握。应用于教学过程中，学生也不能直观的认识热敏电阻的参数特性如灵敏度、线性度等，不便理解标定的过程和标定在系统中的作用，也不便于规模化、重复化实验。 

发明内容

本发明是为了解决传统温度模糊控制中由于惯性延迟导致误差变化率测量较大滞后以及控制系统测试和标定不够直观、精确，效率低等问题而提出一种能将温度状态机和模糊控制有效结合，解决ec滞后的问题，使模糊控制决策增加可靠依据，同时操控简单，测试和标定直观、精确、效率高且可广泛应用于惯性较大系统的基于状态机的温度模糊控制方法及其控制系统。 

本发明是通过以下技术方案实现的： 

上述的基于状态机的温度模糊控制方法，首先根据实验将得到一般情况下的温度响应共划分多个状态，状态机的转换流向将为后续最终控制量输出进行加权；然后分别将温度偏差e(T) 和偏差率ec(T)模糊化为多个区间，并分别设定温度偏差e(T) 和偏差率ec(T)的范围，再通过线性变换使温度偏差e(T) 和偏差率ec(T)的范围归一化到同一模糊集论域；接着根据实验中温度运行特性建立模糊控制规则表，再由模糊控制规则表得到输出U，采用“最大隶属度”方法求解模糊化的输出U，并设模糊控制器输出波头数m_U的范围；最后通过线性变换去模糊化，建立模糊控制器输出波头数m_U与模糊化的输出U之间的关系。

所述基于状态机的温度模糊控制方法，其中： 

所述温度偏差e(T)模糊化为7个区间E； 

所述偏差率ec(T)模糊化为7个区间EC； 

所述温度偏差e(T)的范围为[e(T)_min,e(T)_max]； 

所述偏差率ec(T)的范围为[ec(T)_min,ec(T)_max]； 

所述温度偏差e(T)和所述偏差率ec(T)的模糊集论域都为[-6,6]，即： 

E=12emax-emin(e-emax+emin2)---(1);]]>