4.2 S7-200的模糊控制

系統(tǒng)中使用了一臺西門子S7-200PLC作為控制系統(tǒng)的核心，它負(fù)責(zé)讀取電機(jī)速度值v1和電機(jī)速度值v2，并計算v1和v2的差值e和差值變化率ec，查詢在S7-200PLC內(nèi)部建立的模糊控制規(guī)則，得到一個控制量，通過現(xiàn)場總線將控制量傳送給變頻器，通過變頻器實現(xiàn)對交流電機(jī)的速度控制，最終實現(xiàn)交流電機(jī)速度的同步控制。

系統(tǒng)的模糊控制器選用計算機(jī)離線計算，在線查表的方法實現(xiàn)參數(shù)自調(diào)整模糊控制。把復(fù)雜的模糊推理過程交給計算機(jī)離線完成，得到模糊控制器的總控制規(guī)則表和參數(shù)自調(diào)整規(guī)則表。以數(shù)據(jù)模塊的形式分別存入S7-200PLC系統(tǒng)的內(nèi)存中，由查詢表子程序管理。

首先建立速度誤差E、速度誤差變化率EC和輸出U的賦值表。

E={NL，NB，NM，NS，0，PS，PM，PB，PL};

EC={NL，NB，NM，NS，0，PS，PM，PB，PL};

U={NL，NB，NM，NS，0，PS，PM，PB，PL};

依據(jù)實際工作情況和操作經(jīng)驗，選取各輸入量與輸出量的論域：

E的模糊論域取[-6，-5，-4，-3，-2，-1，0，+1，+2，+3，+4，+5，+6];

EC的模糊論域取[-6，-5，-4，-3，-2，-1，0，+1，+2，+3，+4，+5，+6];

U的模糊論域取[-6，-5，-4，-3，-2，-1，0，+1，+2，+3，+4，+5，+6]。

隸屬度函數(shù)的形狀有很多種，由于人們對事物的判斷往往沿用正態(tài)分布的思維特點，所以采用正態(tài)分布的隸屬函數(shù)，即把三個模糊變量速度誤差E、速度誤差變化率EC和輸出U看成是正態(tài)分布的，那么它們?nèi)齻€模糊子集的賦值表可用正態(tài)分布的隸屬函數(shù)

得到。通過計算可以得到速度誤差E、速度誤差變化率EC和輸出U的賦值表。

4.3 系統(tǒng)軟件構(gòu)成

1、主程序的設(shè)計

本系統(tǒng)的主程序框圖如圖3所示。圖中按照控制工藝要求給電機(jī)傳送給定。當(dāng)中斷時間到達(dá)時，即進(jìn)行參數(shù)自調(diào)整的模糊控制。參數(shù)自調(diào)整的模糊控制的框圖如圖4所示。

圖3 主程序框圖

圖4 參數(shù)自調(diào)整的模糊控制框圖