仿真及实用结果表明:模糊自适应PID控制器比常规PD控制器在干燥箱温度控制中具有更好的效果。涂布机干燥箱温度是涂布纸生产中重要的工艺参数,温度变化具有大滞后、非线性、强耦合的特性。对涂布纸水分的稳定和质量有重要的影响。本设计以西门子S7-300PLC为控制器,用PT100热电阻采集干燥箱温度,形成闭环控制系统。在使用西门子温度控制模块FB58PID控制器的基础上,引入模糊自适应PID控制在线算法,根据干燥箱实际情况适时调整FB58的比例、积分、微分参数,实现温度的实时、快速调节,控制效果良好叫。

常规PID控制
常规PID(比例、积分、微分)控制原理简单、使用方便,特别适合在各种数字控制器(如PLC、单片机等)中的编程,具有优良的动、静态特性。因此,在工业生产中得到了广泛的应用。但常规PID控制也存在着难以克服的缺点:首先是参数的确定需要丰富的实践经验,需要专业技术人员的参与;其次参数确定后修改不方便,适应能力差,无法在线控制,对具有非线性、强耦合、大滞后的复杂、多变因素对象的控制效果不理想2。
2模糊自适应PD控制器的设计
2.1模糊控制器
传统控制器的设计需要建立被控对象的精确数学模型,否则很难实现理想的控制,程序设计很困难。模糊控制器的设计是基于模糊数学的理论基础和对实践经验的认知,不需要预先知道过程控制对象精确的数学模型,使用中不用建立数学模型,具有很强的应用前景.
其中:S一设定值;X1、x2精确输入量;X1、X2将x1、x2模糊处理后的模糊量;一根据模糊规则得到模糊输出量;一将び值反模糊化得到的精确输出量
对象反馈值。
模糊控制器的设计主要包括以下三个部分:
(1)模糊化处理:将设定值与反馈值的差值x1和差值变化率ⅹ2进行模糊化处理,得到模糊输入量X1、X2。本设计采用的是三角隶属度函数。
(2)模糊输出量的取得:根据生产实践经验,建立相应的控制规则表,得到模糊输出量ひ。相应的格式为:IFX1ANDX2 TEIEN U,总计49条。
(3)反模糊化处理:将模糊输出量进行处理,得到精确输出值,实现对蒸汽阀门开度的控制。本设计采用加权平均法进行反模糊处理。