專利名稱：基于plc的電渦流緩速器模糊控制系統(tǒng)及方法
技術領域：
本發(fā)明屬于智能控制系統(tǒng)，尤其涉及ー種基于PLC的電渦流緩速器智能控制系統(tǒng)及其方法。
背景技術：
汽車用電渦流緩速器是ー種輔助制動裝置，廣泛用于大中型客車和中重型載重汽車上。電渦流緩速器具有非線性、強耦合、多變量的特點，傳統(tǒng)的控制方式難以達到預期的控制效果。模糊控制是基于規(guī)則的ー種智能控制，不依賴被控對象的精確模型，具有魯棒性好，響應速度快等特點，對于存在滯后或隨機干擾的系統(tǒng)具有良好的控制效果。然而常規(guī)的模糊控制器的規(guī)則一旦建立便固定不變了，不具有適應過程持續(xù)變化的能力。大多數(shù)自適應模糊控制器通常要包含性能測試或模型參數(shù)辨識機構，計算量大，影響了控制器的實時性，在響應速度要求比較高的汽車制動過程中不具備實際可操作性。發(fā)明人根據(jù)電渦流緩速器的實際工作特性，針對多維模型，采取分段調節(jié)、粗細結合的機制來調整控制規(guī)則中的調整因子，實現(xiàn)了勵磁電流根據(jù)轉速和轉子盤溫度的實時調節(jié)。PLC具有可靠性高，抗干擾能力強的特點，并可將模糊控制器方便的用軟件實現(xiàn)。我們采用三菱公司的FX2n系列PLC 進行了模擬試驗并取得了很好的效果。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是針對電渦流緩速器非線性、強耦合、多變量的特點，采用模糊控制算法，解決電渦流緩速器控制過程中擾動大，跟蹤不準確，可靠性差等問題，建立一種基于 PLC的電渦流緩速器模糊控制系統(tǒng)。為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是模糊控制器的設計原理一、建立電渦流緩速器數(shù)學模型，確定該控制器基于實際轉子轉速與理想轉子轉速的差值及其變化量和理想轉子盤溫度與實際溫度的差值和差值變化量來調節(jié)輸出勵磁電流I。

權利要求
1.基于PLC的電渦流緩速器模糊控制系統(tǒng)，包括主控計算機、RS232-RS485轉換器、 PLC、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、旋轉編碼器、溫度傳感器、單相橋式整流模塊、電渦流緩速器，其特征在于主控計算機經COM端ロ通過RS232-RS485轉換器，采用兩線制 RS485串行通訊與PLC相連；溫度傳感器和旋轉編碼器均與模擬量輸入模塊匹配；PLC通過模擬量輸入模塊和溫度傳感器，讀取電渦流緩速器的轉子盤溫度；同時通過模擬量輸入模塊和旋轉編碼器，讀取電渦流緩速器的轉子轉速，通過查詢模糊控制表程序得到控制量，經過模擬量輸出模塊輸出的電壓，作為單相橋式整流模塊的控制信號，用單相橋式整流模塊的輸出電壓來控制電渦流緩速器的扭矩；所述模擬量輸入模塊采用FX2N-4AD-TC，所述模擬量輸出模塊采用FX2N-2DA。
2.根據(jù)權利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于溫度傳感器與模擬量輸入模塊匹配標定的溫度范圍為0°C -600°C，編碼器也與模擬量輸入模塊匹配標定的角速度范圍為 0-300rpm，數(shù)字輸出范圍為0-3000 ；模擬量輸出模塊FX2N-2DA輸出電壓為0-5V。
3.應用如權利要求1所述的基于PLC的電渦流緩速器模糊控制系統(tǒng)的方法，其特征在干首先開機設定各個參數(shù)初始值，將建立的離線模糊控制查詢表按照一定的規(guī)律將其存放在PLC的從D200開始的169個寄存器中；當定時時間到，開始調用PLC中的模糊控制子程序，得到控制量存入D180中，經 FX2N-2DA輸出0-5V電壓值。
4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于D130 D133存放溫度偏差預設值，D134 D137存放溫度偏差變化率預設值；D140 D143存放轉速偏差預設值，D144 D147存放轉速偏差變化率預設值；當定時采樣時間到，采用FX2N-4AD-TC模塊，開通通道一與J型熱電偶配合進行溫度讀取，讀取溫度值存入DlOO ；計算誤差、誤差變化率及轉子盤溫度調整因子ル，分別存入D110、Dlll和D112中，利用比較指令與預設值進行比較并設定，從而獲得溫度誤差和誤差變化率的論域，由式(3) U=く α E+(l-a )EC >, α e
計算得U0，存入D114中；同時開通通道ニ讀取旋轉編碼器傳來的速度信號，存入D102中；讀取溫度及轉速程序，計算誤差、誤差變化率及轉子盤轉速調整因子 <，分別存入 D120, D121和D122中，利用比較指令進行比較并設定，從而獲得速度誤差和誤差變化率的論域，由式⑶計算得υω，存入DlM中；在程序中先把U0和υω的論域轉化為
，即在量化以后的數(shù)值上分別加6，然后采用基址+偏移地址尋址的方法，用α =υωΧ13+υ0這個式子來實現(xiàn)查表；讀取查詢表對應值得到α值，存入D170中，通過式O) U =< αυω + (1-α)υθ >, α e
計算U，再乘以比例因子得到輸出量，存入D180中，經FX2N-2DA的通道ー輸出。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基于PLC的電渦流緩速器模糊控制方法。包括詳細分析了電渦流緩速器在制動過程中出現(xiàn)的熱衰退現(xiàn)象，針對多維控制模型，提出了階梯模糊控制的方法。本發(fā)明的有益效果是采用分段調節(jié)的機制，通過在線改變規(guī)則中的調整因子，最終使得電渦流緩速器輸出的勵磁電流根據(jù)轉速和轉子盤溫度實時調節(jié)。并將模糊控制算法與PLC控制系統(tǒng)相結合，發(fā)揮PLC的可靠、靈活、適應性強的特點，獲得較好的控制效果。
文檔編號G05B19/05GK102540960SQ201110447619
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月28日 優(yōu)先權日2011年12月28日
發(fā)明者喬弋, 于鴻彬 申請人:天津標炳科技有限公司