基于模糊控制的逆变式丝管蒸发器焊接电源研究(2)

4.1 模糊控制器中的语言变量

　　理论上，控制精度与模糊控制器出入的变量个数是成正比的，但是这个变量个数的增多会导致控制的复杂以至于更难实现控制。这时就应该采用二维模糊控制器，将被抽空对象的变差变化率取为输入语言变量。焊接电流的偏差与变化率为输入变量，输出变量是控制器的开关管占空比。

　　4.2 如何描述变量以及建立赋值表

　　电流偏差的基本论域为[-10，10]，偏差变化率的基本论域取为[-5，5]，输出占空比基本论域为[0.24，0.48]。

　　然后其离散论域的论域取为：{5，4，3，2，1，+0，-0，-1，-2，-3，-4，-5}。偏差变化率和输出占空比的离散论域EC和ZK取为：{5，4，3，2，10，-1，-2，-3，-4，-5}。

　　量化因子分别表示为，，。

　　焊接电流偏差离散论域，其语言变量模糊子集为：{正大（IR）正中（IM）正小（IL）零（I0），负小（NL），负中（NM），负大（NR）}。焊接电流偏差变化占空比，语言值基本论域上的模糊子集为：{正大（IR），正中（IM），正小（IL）零（0），负小（NL），负中（NM），负大（NR）}。

　　4.3 建立一定的模糊规则

　　如何模糊控制是通过人为因素转变的，若系统输出量出现偏差时，则可以选取一定偏差变化，从而确立控制量，焊接电流的偏差和变化率，会对开关管占空比产生影响。在偏差较大的时候，我们则选择能够消除偏差的控制量，在偏差较小的时候，则以选取系统稳定的控制量为主，防止偏差超调。模糊关系是由模糊控制规则表的每句话确立的，总的模糊关系为：

　　R=（）V（）V（）V…V（）

　　4.4 模糊控制表生成

　　当计算出模糊关系之后，由电流偏差和偏差变化率及其离散论域，再由其中的语言变量建立起赋值表，并计算出语言变量。控制量的集合，选择一个论语元素的空置变化值，利用到加权平均法，得出论域元素中表示空置量的变化值。当其输入在线微机工作的同时，对变化值进行查询，就能够持续实现模糊控制。每一个在线控制的周期中，都应该将实测值与给定值比较，将比较后的偏差变化率计算出来。查询控制表中的值便是这种变化率量化转换后的结果，实际控制量也便是查询控制表中的控制量与量化因子相乘而得出的。

　　这时会发现，模糊控制器中的控制量是一个能够反映控制语言的集合，在不同取值下的控制语言被其进行了组合。然而，控制对象只可以接收一个控制量，所以应该从这个集合中找到一个最合适的控制量。这个算法公式为，式中：为模糊量输出；为

　　模糊量的隶属度；U为输出的精确控制量。

　　5 结语

　　该焊接电源在多点丝管焊接机的电阻焊中，电弧稳定，飞溅很少，焊点成型良好。输出平均值测试变动量小于±1%。利用查表法的模糊控制器，不仅能够将复杂的数学模型简易化，又可以将繁杂的控制简洁化。当这种智能的模糊控制被应用时，电源特性就会得到改善，并不易受到干扰，电源外的控制也能够实现。

　　参考文献

　　[1] 诸静.模糊控制原理与应用[M].北京：机械工业出版社，1999.

　　[2] 周志敏.逆变电路实用技术设计与应用[M].北京：中国电力出版社，2005.

　　[3] 赵燕.传感器原理及应用[M].北京：北京大学出版社，2010.

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