基于模糊控制的客車(chē)烘房溫控儀

0 引 言
目前，國內客車(chē)烘房有燃油、燃氣(天然氣)、電加熱，以及蒸汽烘房等。烘房的溫度是生產(chǎn)工藝的一項重要指標。本課題研究的烘房類(lèi)型為熱風(fēng)對流型烘房，熱源為200℃的過(guò)熱蒸汽，溫度控制采用較為傳統的PID類(lèi)調節器，通過(guò)溫控閥門(mén)調節蒸汽流量，控制烘房溫度。由于PID類(lèi)調節器具有原理簡(jiǎn)單，易于實(shí)現等優(yōu)點(diǎn)，因而在過(guò)程控制中得到廣泛的運用。始終占據過(guò)程控制的主導地位，但魯棒性能不理想，對大滯后和強干擾的過(guò)程表現出明顯的不足。模糊控制是一種無(wú)需建模、方便易懂、執行簡(jiǎn)便、開(kāi)發(fā)成本低廉的非線(xiàn)性控制技術(shù)。由于具有這些優(yōu)點(diǎn)，本文擬將模糊控制技術(shù)應用于客車(chē)烘房的溫度控制，并做出了一些嘗試。

1 溫控儀原理框圖
樣機以AT89C55WD單片機為核心，由鍵盤(pán)和LED顯示電路、單片機系統、控制信號隔離輸出電路、熱電阻、A／D轉換電路等幾部分組成，原理框圖如圖1所示。當系統工作時(shí)，通過(guò)鍵盤(pán)輸入溫度設定值，并在LED上顯示，然后單片機通過(guò)光耦控制輸出脈寬調制(PWM)信號，經(jīng)整流濾波形成0～10 mA電流，控制溫控閥啟閉，加熱烘房。本機還有高、低限位輸出，輸出繼電器觸點(diǎn)可耐5 A電流，增強了本機的控制功能。

2 硬件電路設計
2．1 溫度測量
由于目前國內客車(chē)涂裝采用低溫工藝，溫度控制范圍為100℃內，可使用具有較高測溫精度及測溫范圍的熱電阻PT100作測溫元件。其與溫度的線(xiàn)性關(guān)系好、穩定性好、可在200℃下長(cháng)期使用等特點(diǎn)，足以滿(mǎn)足控制要求。