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通用模糊控制器在PLC 上的实现

　　现代控制系统中的模糊控制能方便地解决工业领域中常见的非线性、时变、大滞后、强耦合、变结构、结束条件苛刻等复杂问题。可编程控制器以其高可靠性、编程方便、耐恶劣环境、功能强大等特性很好地解决了工业控制领域普遍关心的可靠、安全、灵活、方便、经济等问题，这两者的结合，可在实际工程中广泛应用。该文研究了通用模糊控制器在PLC上实现的几种算法，用离线计算、在线查表插值的方法实现模糊控制。

　　为了满足不同执行机构对控制量形式的要求，采用增量式/ 位置式模糊控制输出的算法，在增量式模糊控制输出时，可实现手动与自动之间的无扰动切换。为了消除由于频繁动作引起的振荡，采用了带死区的模糊控制算法。此外，一般的在线查表模糊控制器中存在着模糊量化取整环节，即当误差E与误差变化率EC 不等于模糊语言值(例如NB ，NM，NS ，ZO ，PS ，PM或PB) 时， E 和EC 取整，这时从查询表中查到的控制量U 只能近似地反映模糊控制规则，因此产生误差。由于量化误差的存在，不仅使模糊控制器的输出U 不能准确地反映其控制规则，而且会造成调节死区，在稳态阶段，使系统产生稳态误差，甚至会产生颤振现象。文中提出的二元三点插值法可从根本上消除量化误差和调节死区，XD-E4WT-C*， 克服由于量化误差而引起的稳态误差和稳态颤振现象。图1 —1 给出了通用模糊控制器的基本组成结构。

　　离线部分的算法设计主要包括以下内容:选择模糊输入、输出变量的论域范围及模糊变*集类型；确定各模糊变量的隶属函数类型；精1确输入、输出变量的模糊化；制定模糊控制规则；确定模糊推理算法；模糊输出变量的去模糊化；按所需的格式保存计算结果生成查询表。

可编程逻辑控制器的发展。

（1）可编程序控制器问世于20世纪60年代， 当时的可编程序控制器功能都很简单，XD-E4WT-C，只 有逻辑、定时、计数等功能。PLC在当时如 同继电器控制装置的替代物，其主要功能 一般只用于单一工序的自动控制。它在硬 件上以准计算机的形式出现，XD-E4WT-C报价，在I/O接口电 路上作了改进以适应工业控制现场的要 求。装置中的器件主要采用分立元件和中 小规模集成电路，存储器采用磁芯存储器。 另外还采取了一些措施，以****其*干扰 的能力。在软件编程上，采用广大电气工程 技术人员所熟悉的继电器控制线路的方式 —梯形图。因此，早期的PLC的性能要优于 继电器控制装置，其优点包括简单易懂，便 于安装，体积小，能耗低，有故障指使，能重 复使用等。 在20世纪70年代中期到80年代初期，微 处理器技术日趋成熟，单片微处理器、半导 体存储器进入工业化生产，大规模集成电 路开始普遍应用。使PLC功能大大增强。在 软件方面，除了保持其原有的逻辑运算，计 时，计数等功能以外，还增加了算术运算， 数据处理和传送，通讯，自诊断等功能。在 硬件方面，除了保持其原有的开关模块以 外，还增加了模拟量模块，远程I/O模块，各 种特殊功能模块。并扩大了存储器的容量， 使各种逻辑线圈的数量增加，还提供了一 定数量的数据寄存器，使PLC应用范围得 以扩大。

（2） 随着计算机和网络技术的普及应用， 超大规模集成电路迅速发展，微处理器的 市场价格大幅度下跌，使得各种类型的 PLC所采用的微处理器的档次普遍****。 可编程序控制器的CUP已发展为由16位或 32位微处理器构成，处理速度得到很大****XD-E4WT-C厂家，高速计数、中断、PID、运动控制等功能 引入了可编程序控制器。使得可编程序控 制器能够满足工业生产过程的各个领域， 可编程序控制器已完全取代了传统的逻辑 控制装置，模拟量仪表控制装置和以小型 机为核心的DDC(直接数字控制)控制装置。 进入21世纪，可编程序控制器仍迅速 发展，并不断扩大其应用领域。PLC正朝着 多功能化、集成化、智能化、标准化、开放化 的方向发展，当然PLC也遭受一些自动化 控制系统的挑战，但同时也在吸收它们的 优点，互相融合，不断*，在今后一段时 间内将与其他****控制方式并存。