微機模糊控制在TIG逆變電源中設計

2.1.3 語言變量的隸屬函數(shù)

三個語言變量分別對應三個模糊集、和。鑒于計算上的方便，把、和劃分為７個模糊子集，它們分別是NL、NM、NS、O、PS、PM、PL，每個模糊子

集的論域為[-6,6]，語言變量的隸屬函數(shù)形狀對控制性能影響不大，故取三角形的分布函數(shù)，則E、EC和U從屬于每個模糊子集的隸屬函數(shù)如表１和表２所示。

2.2 模糊推理

模糊控制器依據(jù)的模糊推理規(guī)則是模糊控制器的核心，模糊推理規(guī)則主要以人的控制經(jīng)驗和控制思想為依據(jù)，本系統(tǒng)采用的電流推理規(guī)則為：當誤差為正大時，選擇控制量以盡快消除誤差為主，而當誤差較小時，以系統(tǒng)穩(wěn)定為主要出發(fā)點，選擇控制量盡量防止超調(diào)；

反之亦然，根據(jù)這一推理規(guī)則，便可獲得相應的控制策略，即對于每一對輸入量和就可得到一個相應的輸出量，見表３。

2.3 模糊判決

從上述模糊推理規(guī)則的輸出可以看出，仍是一個模糊量，必須將該模糊量經(jīng)過模糊判決轉換成相應的精確控制量U。模糊判決的方法有很多，這里采用重心法解模糊量為精確量，其計算公式如下：

應用模糊推理的合成算法可以算出最終的控制作用表，見表４所列，這樣，在模糊控制過程中，由一組實際的輸入量e和ec，經(jīng)過量化后，便可得出一個控制量，因此本系統(tǒng)根據(jù)13個e和13個EC相應得到一個13*13的控制表。

2.4 離線控制表

由于總控制表的計算工作量較大，且計算時間較長，為加快系統(tǒng)的響應速度，先將上述控制表采用離線計算形式，即轉換為表５，八位數(shù)字量的最高位設為符號位，把離線表先寫入微機的存儲器中，在實時控制中，只需通過查表的形式，便可獲得實時的控制量。

３ 系統(tǒng)軟件設計

系統(tǒng)軟件設計可分四個部分：焊前準備，引弧控制、焊接階段控制、收弧控制，焊接階段控制主要是模糊控制，其程序流程見圖３，為了加快控制過程，縮短過渡時間，在程序中分兩個環(huán)節(jié)進行，當電流偏差大于A門限值時，系統(tǒng)進入加速控制過程，讓信號迅速逼近給定值；當偏差小于等于A門限值時，系統(tǒng)進入模糊控制環(huán)節(jié)，根據(jù)偏差和偏差變化率，量化后查詢模糊離線總控制表，取出控制量的增量，然后進行控制，A的大小由經(jīng)驗得出。

（１）模糊控制作為一種新型的智能控制法，在焊接電弧電流的控制中能獲得良好的控制效果，具有控制精度高、無超調(diào)、動態(tài)品質好和魯棒性強的特點。

（２）采用單片機控制系統(tǒng)在滿足電弧電流模糊控制的要求下，具有成本低、控制靈活、可*性高的特點。