肯富来水泵
广东省佛山水泵厂有限公司

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泵类电机节能装置的软件设计方案

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点击次数:  更新时间:2015-10-05 11:20:51  【打印此页】  【关闭
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        实际中被控系统具有非线性、时变性、时滞性,且由于噪声、负载扰动等因数的干扰,难以建立精确的数学模型或引起对象数学模型的改变,造成控制精度达不到要求。肯富来水泵发现模糊PID算法正是避免了对象的数学模型建立,就能达到快速、高精度的控制效果。实验中证实,对于被控量大起大落的情况需要模糊PID算法,它能使被控量在线实时调整到高精度,从而起到快速调节的作用。
        1.转速闭环软件设计
        由于水泵在运行中波动较大,特别是启动过程,这就要求使用模糊算法。为了避免复杂的计算与实验,本设计提出了一种双模糊控制算法。
        将偏差E,偏差变化率EC和控制量U的论域都取为:
        E=EC=U={-3,-2,-1,0,1,2,3}
        双模糊控制算法在本实验系统中有着良好的控制效果。它具有非常短的过渡过程,转速只有±3‰的偏差,并且PLC的运算周期短,对PLC的性能要求要低很多,这在实际中会节省一大部分硬件投资。这在实际中也是最需要的简单、快速和高精度的控制算法。
        2.水压控制闭环设计
        为了提高控制精度,加快系统的响应能力,水压外环采用模糊控制PID控制策略,根据模糊推理和模糊逻辑运算规则去修改各种控制参数。具体实现如下:
        根据水压检测值和实际值的偏差,包括正偏差和负偏差,根据偏差的大小化分为负大、负中、负较小、负小、零、正小、正较小、正中、正大9个模糊子集。同样根据转速大小将转速分为6个模糊子集,再分别以水压偏差和转速大小为行和列形成模糊控制量表。
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        其中,U(n)—PID控制器的控制量输出;e(n)—系统给定值与采样值之偏差—比例因子;T—采样周期;—积分时间常数;—间常数:△—差分算子。
        所以一共有三张模糊量控制表,分别进行控制。
        佛山水泵厂指出模糊推理规则有如下:
        (1)当水压偏差较大(正大和负大)时,使得积分环节失效,加快系统响应速度。
        (2)当水压偏差相当小(零)的时候,使调节器输出为零。
        (3)当水压偏差较小时,取小些,反之取大些,这样可以兼顾系统的动静态性能,同时考虑当前转速,速度较大,取大些,以加快系统响应速度。
        (4)PID积分的作用在于消除静态误差,但它具有滞后特性,因此,当水压偏差较大时, 取大些,减小积分作用,而且综合考虑电机的转速,转速低时取小些,增强积分作用。
        (5)PID微分的作用在于加快系统响应,减小超调量,增强系统稳定性,但不利于抑制外界干扰。因而水压偏差大时适当提高,增强微分作用。同样在转速高时提高有利于系统性能的改善。

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