[发明专利]一种基于模糊控制和PID控制的焓差实验室温度切换控制的方法

摘要

本发明公开了一种基于模糊控制和PID控制相结合的焓差实验室温度切换控制方法，包括以下步骤：(1)选取多个温度传感器放置室外侧，测得室外侧平均温度记为x₂，加热器功率记为y，并能够根据期望温度x₁和测量温度x₂之间的温度误差e，根据所设定的控制方法控制加热器功率的增量Δu，使测量温度x₂达到期望指标；(2)设计其模糊控制器，确定输入输出的论域，输入的隶属度函数，确定模糊规则表，然后解模糊，得出相应的输出加热器功率的增量Δu；(3)设计PID控制器；(4)选择合适的切换策略，进行模糊控制和PID控制之间的切换；本发明能够缩短控制系统的调节时间，能够提高系统的稳定性能够预测一段时刻的温度变化趋势，降低系统的滞后性。

主权项

1.一种基于模糊控制和PID控制相结合的焓差实验室温度切换控制方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)选取多个温度传感器放置室外侧，测得室外侧平均温度记为x₂，加热器功率记为y，并能够根据期望温度x₁和测量温度x₂之间的温度误差e，根据所设定的控制方法控制加热器功率的增量Δu，使测量温度x₂达到期望指标；(2)设计其模糊控制器，确定输入输出的论域，输入的隶属度函数，确定模糊规则表，然后解模糊，得出相应的输出加热器功率的增量Δu；(3)设计PID控制器；(4)选择合适的切换策略，进行模糊控制和PID控制之间的切换；所述步骤(2)中，具体步骤为：设计其模糊控制器，具体步骤为：压差Δf和温度误差e作为模糊控制器的增量Δu作为模糊控制器的输出，然后对三个变量进行量化，根据焓差实验室实际数值确定Δf和温度误差e的量化因子为K_f和K_e，和输出的比例因子K_u，确定压差Δf和误差e的论域为{‑3,‑2,‑1,0,1,2,3}，增量Δu的论域为{‑4,‑3,‑2,‑1,0,1,2,3‑4}，压差Δf和误差e的模糊子集{NB,NM,NS,ZO,PS,PM,PB}，增量Δu的模糊子集{NB,NM,NS,NZ,ZO,PZ,PS,PM,PB}，：其中，f为被测机组的外机风机压差；为多种被测机组外机风机压差平均值：其中，n₁为Δf论域的最大值，此系统中为3；其中，n₂为e论域的最大值，此系统中为3，在此焓差实验室系统中温度误差一般都是因此取量化因子K_e为3/10；根据实际系统和反复的实验得出以下模糊规则表：根据模糊控制规则表和隶属度函数，能够确定Δu₁(k)＝g(k)·Δu(k)   (5)其中，k为当前时刻，g(k)为当前输出隶属度，g(k)是根据两个输入的隶属度函数和模糊控制规则表得出，U(k)＝U(k‑1)+K_u·Δu₁(k)   (6)其中，U(k)为解模糊输出；根据U(k)，然后进行数模转换，把模拟信号输给加热器，加热器就会输出一个相应的功率y。