Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,造紙機(jī)模糊控制系統(tǒng)的設(shè)計,第1頁，共20頁工藝介紹,打漿車間送來的濃紙漿在混合箱與白水混合稀釋后形成稀紙漿，經(jīng)過除砂裝置去除漿料中的塵埃和漿團(tuán)，通過網(wǎng)前箱流布在銅網(wǎng)上紙漿在銅網(wǎng)上經(jīng)自然濾水，形成濕紙頁，經(jīng)壓榨部脫水后，連續(xù)經(jīng)過兩組烘缸干燥，最后經(jīng)壓光作為成品紙，上卷筒卷取，其工藝流程圖如下所示,第2頁，共20頁造紙機(jī)工藝流程圖,第3頁，共20頁成紙水分含量是紙業(yè)最重要的質(zhì)量指標(biāo)之一水分過高，會導(dǎo)致出現(xiàn)氣泡，水斑等紙病,而過低則會導(dǎo)致紙頁發(fā)脆，易斷，同時還會多用蒸汽，使耗能增加,在長達(dá)數(shù)十米的紙機(jī)流程中，影響成紙水分的因素很多，其中最主要的是濕紙頁在烘干的熱傳遞情況和成紙定量水分的耦合由于蒸汽壓力時可測的，一般將它視為紙水分的控制變量烘干部有3組共20多只直徑1m左右的烘缸，要以定量關(guān)系式準(zhǔn)確地描述紙頁在烘干過程中的機(jī)理是十分困難的，因此，采用模糊控制器控制成紙水分較為合適可行,第4頁，共20頁。

4）進(jìn)行模糊判決，并生成控制輸出查詢表,Matlab仿真結(jié)果如下：,對各模糊子集確定量化論域中各元素的隸屬函數(shù)可得到隸屬函數(shù)表首先將求得的量化因子，比例因子等參數(shù)置入PLC中，,其實現(xiàn)有多種形式，在此我們僅討論模糊控制如何在PLC上實現(xiàn)的,（4）進(jìn)行模糊判決，并生成控制輸出查詢表,模糊控制器的設(shè)計通?？煞譃殡x線設(shè)計和在線設(shè)計，離線設(shè)計就是根據(jù)操作人員的先驗知識，確定模糊控制規(guī)則到生成模糊控制查詢表的完整過程紙漿在銅網(wǎng)上經(jīng)自然濾水，形成濕紙頁，經(jīng)壓榨部脫水后，連續(xù)經(jīng)過兩組烘缸干燥，最后經(jīng)壓光作為成品紙，上卷筒卷取，其工藝流程圖如下所示,并根據(jù)給出的合成推理規(guī)則進(jìn)行推理運算，最后又最大隸屬度函數(shù)判決原則，可得到供模糊控制器動態(tài)控制時控制表如下表所示,Matlab仿真結(jié)果如下：,（4）進(jìn)行模糊判決，并生成控制輸出查詢表,其實現(xiàn)有多種形式，在此我們僅討論模糊控制如何在PLC上實現(xiàn)的,其控制流程圖如下所示,模糊控制器的設(shè)計,模糊控制器的設(shè)計通?？煞譃殡x線設(shè)計和在線設(shè)計，離線設(shè)計就是根據(jù)操作人員的先驗知識，確定模糊控制規(guī)則到生成模糊控制查詢表的完整過程它包括輸入量量化，確定模糊子集和模糊關(guān)系矩陣，進(jìn)行模糊判決，并建立控制輸出查詢表等內(nèi)容。

第5頁，共20頁關(guān)于成紙水分控制的先驗知識可定性歸納為：,1 如果水分低于給定值，就減少進(jìn)入烘缸的蒸汽，降低烘缸溫度，使水分值升高，反之，則增加蒸汽量，使水分值降低2 如果水分偏離給定值較小，只需調(diào)節(jié)2段蒸汽量，但在偏離較大時應(yīng)同時調(diào)節(jié)1,2兩段的蒸汽量,3 由于烘缸升溫快而降溫較慢，故在調(diào)節(jié)時關(guān)汽應(yīng)快些,第6頁，共20頁1）量化,設(shè)e和ec分別代表偏差和偏差變化率，其基本論域為,將其基本論域量化為,第7頁，共20頁2）確定模糊子集,得到量化論域后，對各變量定義模糊子集令,式中，和 分別為X，Y的模糊子集，可用語言變量PB,PM,NM,NB等表示對各模糊子集確定量化論域中各元素的隸屬函數(shù)可得到隸屬函數(shù)表設(shè) ,分別為1，2段蒸汽的控制量，相應(yīng)的論域為,第8頁，共20頁3）確定模糊關(guān)系與控制輸出模糊子集,根據(jù)操作經(jīng)驗，設(shè)定一組模糊控制規(guī)則為,If and then and 其模糊關(guān)系為,當(dāng)給定x=,y=時，則由模糊合成規(guī)則推理得到,（4）進(jìn)行模糊判決，并生成控制輸出查詢表,第9頁，共20頁模糊控制器的在線實現(xiàn),在系統(tǒng)設(shè)計時，令,第10頁，共20頁對 的隸屬度函數(shù),-6,-5,-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4,5,6,PB,0.1,0.4,0.8,1.0,PM,0.2,0.7,1.0,0.2,PS,0.3,0.8,1.0,0.5,0.1,ZO,0.1,0.6,1.0,0.6,0.1,NS,0.1,0.5,1.0,0.8,0.3,NM,0.2,0.7,1.0,0.7,0.2,NB,1.0,0.8,0.4,0.1,第11頁，共20頁。

4）進(jìn)行模糊判決，并生成控制輸出查詢表,首先將求得的量化因子，比例因子等參數(shù)置入PLC中，,根據(jù)離線計算好的模糊控制表可得到控制輸出量u,再乘以相應(yīng)量化因子即可得到當(dāng)前控制量的實際值,2 如果水分偏離給定值較小，只需調(diào)節(jié)2段蒸汽量，但在偏離較大時應(yīng)同時調(diào)節(jié)1,2兩段的蒸汽量,水分過高，會導(dǎo)致出現(xiàn)氣泡，水斑等紙病,而過低則會導(dǎo)致紙頁發(fā)脆，易斷，同時還會多用蒸汽，使耗能增加,根據(jù)操作經(jīng)驗，設(shè)定一組模糊控制規(guī)則為,模糊控制器的設(shè)計通?？煞譃殡x線設(shè)計和在線設(shè)計，離線設(shè)計就是根據(jù)操作人員的先驗知識，確定模糊控制規(guī)則到生成模糊控制查詢表的完整過程它包括輸入量量化，確定模糊子集和模糊關(guān)系矩陣，進(jìn)行模糊判決，并建立控制輸出查詢表等內(nèi)容紙漿在銅網(wǎng)上經(jīng)自然濾水，形成濕紙頁，經(jīng)壓榨部脫水后，連續(xù)經(jīng)過兩組烘缸干燥，最后經(jīng)壓光作為成品紙，上卷筒卷取，其工藝流程圖如下所示,關(guān)于成紙水分控制的先驗知識可定性歸納為：,設(shè) ,分別為1，2段蒸汽的控制量，相應(yīng)的論域為,其實現(xiàn)有多種形式，在此我們僅討論模糊控制如何在PLC上實現(xiàn)的,這是假設(shè)只有2段蒸汽的情況下得到的，要將它用于有兩段蒸汽的情況，必須經(jīng)過變換紙漿在銅網(wǎng)上經(jīng)自然濾水，形成濕紙頁，經(jīng)壓榨部脫水后，連續(xù)經(jīng)過兩組烘缸干燥，最后經(jīng)壓光作為成品紙，上卷筒卷取，其工藝流程圖如下所示,模糊控制器的設(shè)計通?？煞譃殡x線設(shè)計和在線設(shè)計，離線設(shè)計就是根據(jù)操作人員的先驗知識，確定模糊控制規(guī)則到生成模糊控制查詢表的完整過程。

并根據(jù)給出的合成推理規(guī)則進(jìn)行推理運算，最后又最大隸屬度函數(shù)判決原則，可得到供模糊控制器動態(tài)控制時控制表如下表所示,這是假設(shè)只有2段蒸汽的情況下得到的，要將它用于有兩段蒸汽的情況，必須經(jīng)過變換取,則,第12頁，共20頁模糊控制表,-6,-5,-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4,5,6,-6,7,7,6,6,4,4,4,2,1,1,0,0,0,-5,7,7,6,6,4,4,4,2,1,1,0,0,0,-4,7,7,6,6,4,4,4,2,2,1,1,0,0,-3,6,6,6,6,5,5,5,2,2,0,-2,-2,-2,-2,6,6,6,6,4,4,1,0,0,-3,-4,-4,-4,-1,6,6,6,6,4,4,1,0,-3,-3,-4,-4,-4,0,6,6,6,6,4,1,0,-1,-4,-6,-6,-6,-6,1,4,4,4,3,-1,0,-1,-4,-4,-6,-6,-6,-6,2,4,4,4,2,0,0,-1,-4,-4,-6,-6,-6,-6,3,2,2,2,0,0,0,-1,-3,-3,-6,-6,-6,-6,4,0,0,0,-1,-1,-3,-4,-4,-4,-6,-6,-7,-7,5,0,0,0,-1,-1,-2,-4,-4,-4,-6,-6,-7,-7,6,0,0,0,-1,-1,-1,-4,-4,-4,-6,-6,-7,-7,第13頁，共20頁。

在小偏差時，為消除余差，應(yīng)考慮積分作用整個成紙水分模糊控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示,第14頁，共20頁硬件實現(xiàn),其實現(xiàn)有多種形式，在此我們僅討論模糊控制如何在PLC上實現(xiàn)的,首先將求得的量化因子，比例因子等參數(shù)置入PLC中，,采集到的變量誤差e誤差變化率ec置入數(shù)據(jù)存儲區(qū),先經(jīng)過限輻處理,再按給定量化因子量化,并對應(yīng)到模糊集論域中的相應(yīng)元素,由此查詢模糊控制表,根據(jù)離線計算好的模糊控制表可得到控制輸出量u,再乘以相應(yīng)量化因子即可得到當(dāng)前控制量的實際值,其控制流程圖如下所示,第15頁，共20頁流程圖,第16頁，共20頁Matlab仿真結(jié)果如下：,1：仿真結(jié)構(gòu)圖,第17頁，共20頁2：仿真結(jié)果圖,第18頁，共20頁結(jié) 論,在此，我們?nèi)∫粋€近似的對象傳遞函數(shù)進(jìn)行仿真，由結(jié)果可以看出模糊控制上升時間較短，沒有超調(diào)，而且積分部分有效地消除了系統(tǒng)偏差，擁有較好的控制性能第19頁，共20頁參考文獻(xiàn)1 劉金琨先進(jìn) PID 控制 MATLAB 仿真（第2版）電子工業(yè)出版社，20042 吳曉莉，林哲輝等MATLAB 輔助模糊系統(tǒng)設(shè)計 西安電子科技大學(xué)出版社，20023 孫增圻等，智能控制理論與技術(shù)北京：清華大學(xué)出版社，20004 蔡自興，智能控制（第二版）電子工業(yè)出版社，20045 馮冬青，謝宋和等，模糊智能控制化學(xué)工業(yè)出版社，1998,第20頁，共20頁。