[发明专利]量化因子可调式模糊算法的水温控制系统

说明书

本发明公开了一种量化因子可调式模糊算法的水温控制系统，包括：温度采集模块，用于采集温度值并将温度值反馈给智能控制模块；智能控制模块，用于将所述的水温信息经过量化因子可调式模糊算法处理后，得到输出控制信号，并将输出控制信号作用于输出模块；输出模块，用于根据所述的输出控制信号控制加热装置以实现水温控制；本发明的系统采用量化因子可调式模糊算法，量化因子由次级模糊控制器模糊推理产生，相当于在原本的模糊控制器上增加一个调节量化因子的次级模糊控制器，可通过次级模糊控制器在线自整定量化因子，因此与传统的PID的算法相比较，本发明可以较大的减小系统的超调量，同时量化因子可调式模糊控制算法响应更加迅速。

技术领域

水温控制系统在日常生活中随处可见，例如锅炉水温控制、热水器水温控制等；由于水温控制系统的数学模型难以建立，因而在水温控制系统中水温控制器采用传统的PID控制算法。虽然PID控制算法对可以建立精确数学模型的控制系统有良好的控制效果，但在控制的过程中，容易出现温度过冲。

模糊控制将人的控制策略转化为计算机所描述的控制算法，模拟人的思维方式对无法构造数学模型的被控对象进行有效控制，可较好的解决PID控制方法难以解决的问题。然而，传统的模糊控制器存在抗干扰能力差、响应速度慢等缺陷，产生这些问题的原因是因为模糊规则一旦制定就不能改变，从而使得当前水温控制系统难以达到理想的水温控制效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于量化因子可调式模糊算法的水温控制系统，可在线调整模糊规则，旨在解决现有的水温控制系统容易出现温度过冲，抗干扰能力差，响应速度过慢的问题，从而达到更好的控制效果。

为了实现上述任务，本发明采用以下技术方案：

一种基于量化因子可调式模糊算法的水温控制系统，包括：

温度采集模块，用于采集温度值并将温度值反馈给智能控制模块；

智能控制模块，用于将所述的水温信息经过量化因子可调式模糊算法处理后，得到输出控制信号，并将输出控制信号作用于输出模块；

输出模块，用于根据所述的输出控制信号控制加热装置以实现水温控制；

所述的量化因子可调式模糊算法包括：

步骤1，建立次级模糊控制器

所述的次级模糊控制器为双输入单输出的模糊控制器，其中双输入分别为通过所述温度采集模块采集的温度值与目标温度值的偏差e_c，和偏差变化率ec_c；所述的单输出为输出的控制量u_c；

分别设定所述偏差e_c、偏差变化率ec_c和控制量u_c的模糊论域E_c、EC_c、U_c以及对应的语言值，然后建立次级模糊规则控制表；

计算输出的模糊量U_c，通过解模糊量U_c得到所述的控制量u_c；

步骤2，建立主模糊控制器

所述的主模糊控制器为双输入单输出的模糊控制器，其中双输入分别为通过所述温度采集模块采集的温度值与目标温度值的偏差e_z，和偏差变化率ec_z；所述的单输出为作用在所述输出模块上的输出控制信号u_z；

分别设定所述偏差e_z、偏差变化率ec_z和控制量u_z的模糊论域E_z、EC_z、U_z以及对应的语言值，然后建立主模糊规则控制表；