[发明专利]基于S7_300的模糊控制器二次开发设计方法

说明书

本发明涉及一种基于S7_300的模糊控制器二次开发设计方法，将先进的智能控制方法与PLC控制器相结合，根据二维模糊控制器的工作原理和PLC的特点，提出了一种用PLC实现模糊控制的设计方法。该方法采用离线生成模糊控制查询表，借助PLC的存储器间址寻址方式实现模糊控制算法。运用PLCSIM仿真软件测试该算法，证明该控制器的模糊输入和解模糊输出的有效性；本发明将模糊控制与SIEMENS结合起来，扬长避短，既具有模糊控制灵活、适应性强的优点，又具有PLC可靠性高、参数监控修改方便、通讯便捷等优点，采用Step7_300来实现模糊控制，将使模糊控制在工业控制中发挥更大的作用。

技术领域

本专利申请属于模糊控制器开发技术领域，更具体地说，是涉及一种基于Step7_300_PLC平台下的模糊控制器二次开发设计方法。

背景技术

SIEMENS控制系统采用常规pid控制较为普遍，对于实际工业生产过程来讲，SIEMENS控制系统自带的常规pid控制在启动、停止、设定值增减幅度大时会使控制量超过执行机构可能最大的动作范围所对应的极限控制量，最终引起系统较大的超调，甚至引起系统的振荡。为了适应自动化发展需要，控制系统可采用模糊控制模糊控制器，并将模糊控制与PLC结合以兼顾二者的优点。

为了实现智能控制，利用SIEMENS控制系统的Step7进行模糊控制设计，是一件急需解决的事情。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种基于S7_300的模糊控制器二次开发设计方法，提高系统运行的安全性和经济性，并可以减少人员，提高生产。

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：

一种基于S7_300的模糊控制器二次开发设计方法，包括基于SIEMENS控制系统Step7_300_PLC平台构筑模糊控制器，构筑出的模糊控制器以偏差e(k)和偏差变化率ec(k)作为输入、控制量u(k)作为输出，模糊控制器具体构筑步骤如下：

S1、模糊控制输入；

S2、计算偏差e(k)和偏差变化率ec(k)并模糊化；

S3、定义模糊变量及其语言值；

S4、给出输入和输出模糊变量赋值表；

S5、计算模糊关系；

S6、合成运算；

S7、计算控制量并清晰化(也就是解模糊化)；

S8、模糊控制输出。

本发明技术方案的进一步改进在于：S3中，模糊控制器以基本二维模糊控制器为基础，模糊控制器包括输入量模糊化、模糊推理和解模糊三个部分，模糊控制器的模糊变量包括如下因素：

r为设定值，y为测量值，u为输出值；

e为误差，计算公式为e＝r-y；

ec为误差变化率，计算公式为ec＝e1-e2，式中，e1为当前采样的误差，e2为上次采样的误差；

E和EC分别为e和ec模糊化后的输入模糊变量；

△U为输出模糊变量，△u为△U解模糊化后的输出增量，u为精确输出量；K_e、K_ec分别为e、ec的量化因子；K_u为△u的比例因子。

本发明技术方案的进一步改进在于：S4中，输入和输出模糊变量赋值表中的模糊变量隶属函数为：

EC赋值表

E、△U赋值表