專利名稱：一種基于梯形圖在間歇式預發(fā)機上運用模糊控制的實現(xiàn)方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種基于梯形圖在間歇式預發(fā)機上運用模糊控制的實現(xiàn)方法，它是ー種在梯形圖上運用模糊控制的技木，尤其是一種通過梯形圖實現(xiàn)模糊控制的在間歇式預發(fā)機上運用的技木。
背景技術：
間歇式預發(fā)機主要是用來與全自動包裝成型機配套，通過提供密度均勻無結塊現(xiàn)象的EPS預發(fā)料，以滿足包裝制品生產過程的成型條件要求。不同的泡塑成品對EPS預發(fā)料有克重的要求，預發(fā)料克重是指預發(fā)料在単位體積內的重量，主要由發(fā)泡時間來決定。目前發(fā)泡時間都由操作人員來設定調整，使實際發(fā)泡克重取決于操作人員的經驗，帶來實際發(fā)泡克重與設定克重不符。模糊理論是指用到了模糊集合的基本概念或連續(xù)隸屬度函數(shù)的理論。自從模糊理論進入實際應用以來，能解決很難精確地確定、完整地總結出控制策略和被控過程中非線性、高階次、時變性以及隨機干擾等因素的控制問題，但尚未在間歇式預發(fā)機上應用。模糊控制方法目前一般采用高級程序設計語言來編程實現(xiàn)。目前間歇式預發(fā)機都采用PLC作為控制器，采用梯形圖編程來實現(xiàn)邏輯控制，不便于實現(xiàn)模糊控制。梯形圖是PLC使用得最多的圖形編程語言，被稱為PLC的第一編程語言。梯形圖與電器控制系統(tǒng)的電路圖很相似，具有直觀易懂的優(yōu)點，很容易被エ廠電氣人員掌握，特別適用于開關量邏輯控制。梯形圖常被稱為電路或程序，梯形圖的設計稱為編程。中國專利號200320126066. 2，公開了ー種間歇式預發(fā)機，它在上料裝置上增加了一個電子稱重裝置，來對預發(fā)料進行稱重，雖然能精確控制預發(fā)料的重量，但在發(fā)泡時還是不能精確控制發(fā)泡的時間，使實際發(fā)泡克重與設定克重不符。
發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術中所存在的上述不足，而提供一種基于梯形圖在間歇式預發(fā)機上運用模糊控制的實現(xiàn)方法，實現(xiàn)自動控制的功能，系統(tǒng)根據輸入的設定克重和反饋的實際克重進行模糊控制，擁有自調整、自組織、自適應的特點，實現(xiàn)自動調節(jié)參數(shù)、直接利用模糊控制規(guī)則、改變控制規(guī)則等功能。本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案是一種基于梯形圖在間歇式預發(fā)機上運用模糊控制的實現(xiàn)方法，其特征在于，包括如下步驟
(I)設計并且構建在間歇式預發(fā)機上運用模糊控制的實現(xiàn)方法整體框架。(2)對輸入量進行模糊化并建立語言變量的隸屬度函數(shù)表。(3)對輸入量的模糊集合建立模糊控制規(guī)則表。(4)通過模糊推理對輸出量模糊集合進行清晰化計算并得到模糊控制表。(5)根據模糊控制表用梯形圖編程實現(xiàn)模糊控制。、
本發(fā)明所述步驟(I)具體如下
(A)建立由一個輸入量,一個輸出量的系統(tǒng)結構，輸入量為設定克重，輸出量為實際克重。(B)其中模糊控制器有兩個輸入量，ー個輸入量為X=設定克重-實際克重，另ー個輸入量為y = X的變化率。本發(fā)明所述步驟(2)具體如下
(A)建立設定克重-實際克重的離散論域X = {_4，-3，…0，…+3，+4}，并選取7個語言值PB, PM, PS, Z0, NS, NM, NB。
(B)建立設定克重-實際克重的變化率的離散論域Y= {-4，-3，…0，…+3，+4}，并選取 7 個語言值:PB、PM、PS、Z0、NS、NM、NB。本發(fā)明所述步驟(3)中根據經驗值建立模糊控制規(guī)則表?？刂埔?guī)則是模糊控制器的核心，規(guī)則的正確與否直接影響控制器的性能，而規(guī)則數(shù)目的多寡也是ー個重要因素。記錄操作員的操作模式，并將其整理構成ー組控制規(guī)則。本發(fā)明所述步驟(4)具體如下
(A)模糊推理方法的規(guī)則是and用求交法，also用求并法，合成用最大——最小法，模糊蘊含用求交法。(B)對模糊控制器的輸出量Z模糊集合進行清晰化計算，使用加權平均法。本發(fā)明所述步驟(5)中使用梯形圖軟件通過比較指令實現(xiàn)查表的功能。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有以下明顯效果通過模糊控制技術來解決間歇式預發(fā)機在生產過程中設定參數(shù)不確定的問題，方便操作人員對間歇式預發(fā)機的操作，提高發(fā)泡克重的精確性和穩(wěn)定性。
圖I為本發(fā)明的整體框架圖。圖2為本發(fā)明的模糊控制器結構圖。
具體實施例方式下面結合附圖并通過實施例對本發(fā)明作進ー步說明。實施例
參見圖I 圖2，本實施例提供了一種基于梯形圖在間歇式預發(fā)機上運用模糊控制的實現(xiàn)方法，包括以下步驟
步驟I :設計并且構建在間歇式預發(fā)機I上運用模糊控制的實現(xiàn)方法整體框架。使用者需要根據間歇式預發(fā)機I的實際情況設計并構建ー個模糊控制系統(tǒng)。先確定ー個輸入量為設定克重a，一個輸出量為實際克重b，輸出量(實際克重)反饋回來，影響輸入，實現(xiàn)閉環(huán)控制的功能。接著輸出量a和反饋量b經過計算得到x,y (X=設定克重-實際克重，y = x的變化率)，S為變化率運算器，用于計算X的變化率，并把X，y作為模糊控制器I的輸入，經過模糊控制器I得到ー個模糊控制器的輸出z，z為發(fā)泡時間。步驟2 :對輸入量進行模糊化并建立語言變量的隸屬度函數(shù)表。對輸入的X，y進行模糊化處理，其中X的基本論域為[-2,2]，y的基本論域為[-2，2]，模糊化后可以得到其離散論域X = {-4，-3，…O，-+3,+4}, Y = {-4，-3，…O，…+3，+4}，并選取7個語言值{負大，負中，負小，零，正小，正中，正大}，用英文字母縮寫為{NB, NM, NS, ZO, PS, PM, PB}。步驟3 :對輸入量的模糊集合建立模糊控制規(guī)則表?？刂埔?guī)則是模糊控制器的核心，規(guī)則的正確與否直接影響控制器的性能，而規(guī)則數(shù)目的多寡也是ー個重要因素。記錄操作員的操作模式，并將其整理構成ー組控制規(guī)則。根據經驗值建立模糊控制規(guī)則表，由于X的模糊分割數(shù)為7，y的模糊分割數(shù)為7，所以該表中共包含49條規(guī)則。比如規(guī)則為如果X是NB and y是NB，則z是NB。步驟4 :通過模糊推理對輸出量模糊集合進行清晰化計算并得到模糊控制表。模糊推理方法的規(guī)則是and用求交法，also用求并法，合成用最大——最小法 ，模糊蘊含用求交法。計算方法如下
權利要求
1.一種基于梯形圖在間歇式預發(fā)機上運用模糊控制的實現(xiàn)方法，其特征在于，包括如下步驟 (1)設計并且構建在間歇式預發(fā)機上運用模糊控制的實現(xiàn)方法整體框架； (2)對輸入量進行模糊化并建立語言變量的隸屬度函數(shù)表； (3)對輸入量的模糊集合建立模糊控制規(guī)則表； (4)通過模糊推理對輸出量模糊集合進行清晰化計算并得到模糊控制表； (5)根據模糊控制表用梯形圖編程實現(xiàn)模糊控制。
2.根據權利要求I所述基于梯形圖在間歇式預發(fā)機上運用模糊控制的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述步驟(I)具體如下 (A)建立由一個輸入量,一個輸出量的系統(tǒng)結構，輸入量為設定克重，輸出量為實際克重； (B)其中模糊控制器有兩個輸入量，ー個輸入量為X=設定克重-實際克重，另ー個輸入量為y = X的變化率。
3.根據權利要求I所述基于梯形圖在間歇式預發(fā)機上運用模糊控制的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述步驟(2)具體如下 (A)建立設定克重-實際克重的離散論域X= {_4，-3，…O，…+3，+4}，并選取7個語言值PB, PM, PS, ZO, NS, NM, NB ； (B)建立設定克重-實際克重的變化率的離散論域Y= {_4，-3，…0，-+3, +4}，并選取7 個語言值PB, PM, PS, Z0, NS, NM, NB。
4.根據權利要求I所述基于梯形圖在間歇式預發(fā)機上運用模糊控制的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述步驟(3)中根據經驗值建立模糊控制規(guī)則表。
5.根據權利要求I所述基于梯形圖在間歇式預發(fā)機上運用模糊控制的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述步驟(4)具體如下 (A)模糊推理方法的規(guī)則是and用求交法，also用求并法，合成用最大——最小法，模糊蘊含用求交法； (B)對模糊控制器的輸出量Z模糊集合進行清晰化計算。
6.根據權利要求I所述基于梯形圖在間歇式預發(fā)機上運用模糊控制的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述步驟(5)中使用梯形圖軟件通過比較指令實現(xiàn)查表的功能。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于梯形圖在間歇式預發(fā)機上運用模糊控制的實現(xiàn)方法，其特征在于，包括如下步驟設計并且構建在間歇式預發(fā)機上運用模糊控制的實現(xiàn)方法整體框架；對輸入量進行模糊化并建立語言變量的隸屬度函數(shù)表；對輸入量的模糊集合建立模糊控制規(guī)則表；通過模糊推理對輸出量模糊集合進行清晰化計算并得到模糊控制表；根據模糊控制表用梯形圖編程實現(xiàn)模糊控制。本發(fā)明通過模糊控制技術來解決間歇式預發(fā)機在生產過程中設定參數(shù)不確定的問題，方便操作人員對間歇式預發(fā)機的操作，提高發(fā)泡克重的精確性和穩(wěn)定性。
文檔編號G05B13/04GK102749850SQ20121025217
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月20日 優(yōu)先權日2012年7月20日
發(fā)明者嚴義, 馮桂成, 李學忠, 李強, 王富江, 金國平 申請人:富陽登城塑料機械有限公司