模糊PID控制算法在大棚无滴膜机控制系统中的应用设计

论文摘要

大棚无滴膜机是使塑料薄膜经过一定的物理和化学变化（其中以化学变化为主）,变为柔软且具备各种实用性能的织物的生产机械。对于薄膜状物品（如布匹、薄膜、塑料薄膜等）的加工,虽然所用的设备各不相同,但单纯从控制的角度来看,首要解决的都是稳定张力控制的问题,即卷状物的收放卷控制和加工过程的中间中实现多电机同步控制的问题。论文首先介绍了大棚无滴膜机的收放卷系统张力控制系统的结构和实际生产过程中塑料薄膜恒张力同步控制工作过程,分析了生产过程中所需的多电机同步控制及收放卷系统的工作特点,建立了张力模型。通过分析可知,布匹的张力控制系统是一个强耦合,大时变,非线性,多变量的控制系统,想要用传统的比例积分微分控制获得良好的控制性能很困难的。论文把专家操作的经验总结成一系列的规则,存放在微型计算机中,构成模糊控制器,并结合比例积分微分控制技术,构成模糊比例积分微分控制方式,构建了基于P89C58单片机的同步控制器系统,实现了对收放卷系统的恒张力同步控制。该同步控制器通过RS-232串行接接口连接上位PC机,通过RS-485总线控制变频器的输出电压频率,调节电动机转速,实现对系统的同步控制。该同步控制系统具有控制可靠,成本低廉,结构简单等特点,非常适用于需要交流传动同步控制的中小企业。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 课题研究的意义
• 1.2 张力控制系统概述
• 1.3 模糊控制的发展与应用
• 1.4 本文的研究内容及章节安排
• 2 模糊算法与PID 控制研究
• 2.1 模糊控制理论
• 2.1.1 模糊数学的基本概念和常用术语
• 2.1.2 模糊控制的特点
• 2.1.3 模糊控制研究的数学工具
• 2.2 模糊控制系统工作原理
• 2.2.1 输入精确量的模糊化
• 2.2.2 模糊控制算法
• 2.2.3 模糊量转化为精确量
• 2.3 PID 控制模型简介
• 2.3.1 PID 算法简介
• 2.3.2 模拟PID 控制器
• 2.4 小结
• 3 大棚无滴膜机张力控制系统的设计
• 3.1 大棚无滴膜机张力控制系统原理与特点
• 3.1.1 张力控制系统原理
• 3.1.2 张力控制系统的特点
• 3.2 大棚无滴膜机张力控制系统组成
• 3.2.1 控制系统的基本环节
• 3.2.2 收放卷张力控制系统结构
• 3.2.3 三柱大棚无滴膜机同步控制系统
• 3.3 小结
• 4 张力系统控制器的硬件构成和软件实现
• 4.1 系统硬件构成及通信接口
• 4.1.1 系统控制卡
• 4.1.2 同步卡与变频器的通信
• 4.2 PID 控制的设计
• 4.2.1 PID 控制算法的数字实现
• 4.2.2 PID 控制参数整定
• 4.2.3 控制策略的进一步探讨
• 4.3 系统软件构成
• 4.3.1 PID 系统控制的设计
• 4.3.2 模糊控制系统设计
• 4.4 控制系统的抗干扰研究
• 4.4.1 硬件抗干扰处理措施
• 4.4.2 软件干扰处理措施
• 4.5 小结
• 5. 总结与展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 个人简历
• 攻读工程硕士期间所发表的文章