微機模糊控制在TIG逆變電源中設計

2.1.3 語(yǔ)言變量的隸屬函數

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

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

2.2 模糊推理

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

反之亦然，根據這一推理規則，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(gè)相應的輸出量，見(jiàn)表３。

2.3 模糊判決

從上述模糊推理規則的輸出可以看出，仍是一個(gè)模糊量，必須將該模糊量經(jīng)過(guò)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(jiàn)表４所列，這樣，在模糊控制過(guò)程中，由一組實(shí)際的輸入量e和ec，經(jīng)過(guò)量化后，便可得出一個(gè)控制量，因此本系統根據13個(gè)e和13個(gè)EC相應得到一個(gè)13*13的控制表。

2.4 離線(xiàn)控制表

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

３ 系統軟件設計

系統軟件設計可分四個(gè)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(jiàn)圖３，為了加快控制過(guò)程，縮短過(guò)渡時(shí)間，在程序中分兩個(gè)環(huán)節進(jìn)行，當電流偏差大于A(yíng)門(mén)限值時(shí)，系統進(jìn)入加速控制過(guò)程，讓信號迅速逼近給定值；當偏差小于等于A(yíng)門(mén)限值時(shí)，系統進(jìn)入模糊控制環(huán)節，根據偏差和偏差變化率，量化后查詢(xún)模糊離線(xiàn)總控制表，取出控制量的增量，然后進(jìn)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(wú)超調、動(dòng)態(tài)品質(zhì)好和魯棒性強的特點(diǎn)。

（２）采用單片機控制系統在滿(mǎn)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(diǎn)。