[发明专利]基于模糊控制的润滑油温控制系统

摘要

提供一种基于模糊控制的润滑油温控制系统，其特征是：包括以下步骤：a、定义变量；b、模糊化；c、知识库；d、逻辑判断；e、解模糊化；实现方法是：首先，确定标准PID调节器的P、I、D参数，同时，注意观察系统的滞后时间，即润滑油从TT3测温点流至TT4测温点的时间，系统记下此滞后时间T1；建立模糊控制系统，对TT4测温点的温度进行采样，并与目标值进行比较，PID以新的设定值为目标，进行调节，经过T1时间段后，再按照之前的方法进行判断及控制，直到TT4测温点达到目标控制温度；其有益效果是：极大地提高润滑油温控制精度和系统稳定性，提高系统的适应性和抗外界环境干扰性，缩短了现场调试时间，为所需设备提供温度恒定的润滑油。

主权项

提供一种基于模糊控制的润滑油温控制系统，其特征是：包括以下步骤：a、定义变量；b、模糊化；c、知识库；d、逻辑判断；e、解模糊化；其中a、定义变量：TT3温度调节回路系统标准PID调节器参数P、I、D；冷却水调节阀出口处温度监控值TT3；被润滑机械润滑油入口温度监控值TT4；TT4值用来作为PID调节器的反馈值PV；润滑油由TT3测温点流到TT4测温点所需的时间T1；冷却水调节回路PID调节器给定值SP；冷却水调节回路PID调节器输出LMN；PID调节器给定值SP增(减)幅值Δt；b、模糊化：在PID系统通过调节冷却水调节阀对TT3温度点进行温度调节的过程中，如果调节时间不超过T1，则在整个调节过程中，控制系统不关心TT4此刻的温度值，直到经过时间T1后在TT4测温点已获取到新的温度，此时系统才将采样到的值与TT4的目标值进行对比，对比完之后，再重新决定是否要修正PID调节器的设定值，如果TT4采样到的温度值在目标控制值范围内，则PID调节器的给定值不变，系统仍旧按照之前的设定值进行调节，经过T1时间段后，再检查TT4的温度值，整个控制过程中，系统不关心TT3与TT4之间的温度差值，而只是关心其变化趋势，PID调节器的设定值与TT4的目标值也无具体的线性关系；c、知识库：润滑系统的润滑油从油箱出来后，经过冷却水调节阀后，进入蓄能罐，来对润滑油进行打压，之后才经过管道输送至机械设备使用，受蓄能器罐内液位、环境温度及机械设备运行时间等因素影响，很难找到TT3测温点与TT4测温点温度变化的绝对函数关系式，而只是知道一个变化趋势，即TT3测温点油温变高，经过时间T1，TT4测温点的温度也会变高；反之TT3测温点油温变低，经过时间T1，TT4测温点的油温也会变低；d、逻辑判断：调节系统在经过T1时间段后，即调节后的润滑油已经流经TT4测温点，此时将TT4测温点采集的温度信号与目标值进行对比，如果TT4采集到的温度高于目标值，也即说明TT3的温度值较高，PID设定值应适当下调；如果TT4采集到的温度低于目标值，也即说明TT3的温度值较低，则PID设定值应当适当上调；模仿人类下判断时的模糊概念，运用模糊逻辑和模糊推论法进行推论，而得到模糊控制讯号，此部分是模糊控制器的精髓所在；e、解模糊化：根据之前的逻辑判断，如果经过一个调节周期T1后，TT4温度高于其目标值，则将TT3温度调节回路的PID设定值SP下调，即新的SPn+1＝SPn‑Δt，反之，则将TT3温度调节回路的PID设定值SP上调，即新的SPn+1＝SPn+Δt；将推论所得到的模糊值转换为明确的控制讯号，作为系统的输入值；本系统由一套PLC系统来完成，通过PLC的温度采集模板将所需温度值采集到PLC系统；同时通过PLC的模拟量输出模板输出4～20mA电流信号来控制冷却水调节阀的开口度，具体的实现方法是：首先，确定标准PID调节器的P、I、D参数，先对TT3测温点设定一个温度，使用标准PID调节器对冷却水调节阀进行控制对设定值进行调节，使其达到稳定的调节效果，至此，P、I、D参数确定完毕；在确定标准PID调节器参数的同时，注意观察系统的滞后时间，即润滑油从TT3测温点流至TT4测温点的时间，系统记下此滞后时间T1；建立模糊控制系统，对TT3测温点设定一个初始的温度设定值SP1，PID调节器以该值为目标，进行调节，经过T1时间段后，对TT4测温点的温度进行采样，并与目标值进行，如TT4实际值高于目标值，则控制系统将PID设定值SP1重新赋值，即SP2＝SP1‑Δt；如TT4实际值低于目标值，则控制系统将PID设定值SP重新赋值，即SP2＝SP1+Δt；PID以新的设定值为目标，进行调节，经过T1时间段后，再按照之前的方法进行判断及控制，直到TT4测温点达到目标控制温度；至此，系统进入稳定状态，但系统会一直监控TT4的温度变化，如果TT4温度超出其目标范围值，则模糊控制系统会重新启动，重新进行调节，直到系统达到新的稳态为止。