[发明专利]一种模糊PID控制器及规模化养猪场沼气工程控制系统

权利要求书

1.一种模糊PID控制器，其特征在于，包含模糊PID控制模块以及与所述模糊PID控制模块连接的：

PID控制模块，用于在小偏差范围内调整控制变量；

模糊化模块，用于将所述模糊PID控制器的输入量的确定值转换为相应的模糊语言变量值；

模糊推理模块，用于建立模糊规则，从不精确的前提集合中得出可能的不精确结论；

反模糊化模块，用于将所述模糊PID控制器的输出量的模糊语言变量值转换成确定值。

2.根据权利要求1所述的模糊PID控制器，其特征在于，所述的模糊化模块用于控制太阳能加热装置。

3.根据权利要求2所述的模糊PID控制器，其特征在于，所述模糊PID控制器的输入变量为所述太阳能加热装置的温度偏差e和温度偏差变化量ec，输出变量为所述太阳能加热装置的温度增量u。

4.根据权利要求3所述的模糊PID控制器，其特征在于，所述模糊PID控制器通过模糊神经网络模型训练学习后得出所述温度偏差e和所述温度偏差变化量ec的连续论域和温度增量u；并根据以下公式，分别求得e和ec的量化因子ke和kec，以及比例因子ku：

5.根据权利要求4所述的模糊PID控制器，其特征在于，所述PID控制器的传递函数为：

其中，其中K_p为比例参数，T_i为微分时间常数，τ为微分时间常数。

6.根据权利要求5所述的模糊PID控制器，其特征在于，所述模糊推理模块采用以温度为控制变量的双输入单输出的模糊控制系统，根据沼气池中的温度特性的分析以及相关文献的研究成果，建立以模糊语言表示的模糊控制推理合成规则和模糊控制规则，所述模糊控制规则的依据是当偏差大或较大时，选择控制量以尽快消除偏差为主；而当偏差较小时，选择控制量要注意防止超调，以系统的稳定性为主要出发点，所述模糊控制规则的形式为：

IF e＝……and IF ec＝……；

THEN u＝……。

7.根据权利要求6所述的模糊PID控制器，其特征在于，所述模糊推理模块具有49条模糊控制规则。

8.根据权利要求7所述的模糊PID控制器，其特征在于，所述模糊推理模块的模糊控制规则包括：

(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.根据权利要求1所述的一种PLC平台，其特征在于，包括权利要求1至7中任一项所述的模糊PID控制器，所述PLC平台还包括OPC连接模块，所述OPC用于将所述模糊PID控制器与PLC平台进行连接。

10.根据权利要求1所述的一种规模化养猪场沼气工程控制系统，其特征在于，包括权利要求8所述的PLC平台。