[发明专利]基于平衡点增量的温度模糊控制方法及其控制系统

摘要

本发明涉及一种基于平衡点增量的温度模糊控制方法及其控制系统，该控制方法即首先建立“温度T”和“温度传感器信号在AD口电压VD”之间的标定关系，即二者拟合关系；然后，在开环实验确定系统输出平衡点的基础上，进行增量模糊控制。该控制系统包括发动机冷却水工况模拟装置、发动机水温传感器、下位机单元、上位PC机人机界面和汽车水温仪表。本发明的控制方法操作简单、方便，各温度段基本平衡点的事先确定，能为后续输出量的合理取值提供确切参考，结合模糊控制策略，能大幅节省探寻调整时间，调节速度快、稳态误差小，控制效果良好，鲁棒性强。本发明的控制系统结构简单，操控方便，使用安全、稳定，可精确进行温度传感器参数测量与标定等。

主权项

一种基于平衡点增量的温度模糊控制方法，其特征在于，首先建立“温度T”和“温度传感器信号在AD口电压VD”之间的标定关系，即二者拟合关系；然后，在开环实验确定系统输出平衡点的基础上，进行增量模糊控制；所述开环实验即首先根据实验，将温度T范围划分为12个段Ti；开环送占空比为mi％的PWM波形，稳态后得到每个温度段Ti大致需要的波头数mi，此即平衡点粗估值；当前温度Tt属于上述的某个温度段Ti时，对应波头数为mi；后续输出根据具体室温进行修正；然后，将温度偏差e(T)模糊化为7个区间E，将偏差率ec(T)模糊化为7个区间EC，温度偏差e(T)和偏差率ec(T)的模糊集论域都为[‑6,6]；设温度偏差e(T)的范围为[e(T)min,e(T)max]，偏差率ec(T)的范围为[ec(T)min,ec(T)max]，通过线性变换使它们的范围归一化到论域[‑6,6]，即：E=12emax-emin(e-emax+emin2)---(2)]]>EC=12ecmax-ecmin(ec-ecmax+ecmin2)---(3)]]>采用“最大隶属度”方法求解加权系数kU模糊化的输出U，U论域为[‑1,1]，设模糊控制器输出平衡点加权系数kU的范围为(kUmin,kUmax)，通过线性变换去模糊化，得到模糊决策的平衡点加权系数kU，即：kU=kUmax+kUmin2+kUmax-kUmin2U---(4);]]>根据实验确定kUmin＝‑1，kUmax＝5，代入上式(4)得：kU＝2+3U    (5)；最终波头数m输出为：m＝mikT(1+kU)   (6)；式中，mi为当前温度Tt属于上述的某个温度段Ti时对应的平衡点波头数，kU为某个偏差区间内结合偏差率而模糊推导出的基于平衡点的加权系数，KT为室温温度修正系数。