基于51單片機(jī)的智能氣動(dòng)泵控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

氣體流量控制
在氣體流量測量的基礎(chǔ)上，給定值和實(shí)際測得的瞬時(shí)流量進(jìn)行比較后算出偏差，然后對氣體流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。由于氣體流量系統(tǒng)的精確數(shù)學(xué)模型很難獲得，而模糊控制算法具有人的智能思維、適應(yīng)性好、魯棒性強(qiáng)等特點(diǎn)，正適用于這類系統(tǒng)。因此，采用模糊控制算法對氣體流量進(jìn)行自動(dòng)控制，可取得良好的控制特性，其模糊控制器框圖如圖5所示。

模糊控制器采用雙輸入、單輸出的二維結(jié)構(gòu)。輸入變量為瞬時(shí)流量偏差e和偏差變化c，輸出變量為控制量u。其模糊子集分別為
E={NL, NM, NS, NO, PO, PS, PM, PL}
C={NL, NM, NS, O, PS, PM, PL}
U={NL, NM, NS, O, PS, PM, PL}
它們的論域分別為
E={-6,-5,-4,-3,-2,-1,-0, +0, 1, 2, 3, 4, 5, 6}
C={-6,-5,-4,-3,-2,-1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6}
U={-7,-6,-5,-4,-3,-2,-1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}
當(dāng)瞬時(shí)流量變化時(shí)，通過驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)閥，控制其開啟的大小及變化規(guī)律，使偏差趨近于零。根據(jù)氣體流量的參數(shù)特點(diǎn)和現(xiàn)場實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)及專家的知識理論，總結(jié)出模糊控制規(guī)則表，如表1所示。

選擇模糊控制規(guī)則是模糊控制器的關(guān)鍵問題。為了更好地提高控制精度，本系統(tǒng)采用帶有4個(gè)調(diào)整因子的控制規(guī)則：
其中，0α1α2α3α41，本系統(tǒng)選擇：α1=0.26，α2=0.58，α3=0.76，α4=0.86。代入上式運(yùn)算后經(jīng)反復(fù)修改和實(shí)際調(diào)試，得到了實(shí)用的模糊控制查詢表，如表2所示。

系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)及抗干擾措施
軟件的設(shè)計(jì)包括系統(tǒng)下位機(jī)和上位機(jī)的設(shè)計(jì)。