基于模糊控制的客車烘房溫控儀

ICL7135是一個較為常見的雙積分型數字轉換器芯片。為節約單片機I／O口，本機利用ICL7135的BUSY、POLAR腳，分別與單片機的兩個I／O口相連，BUSY輸出端高電平寬度等于積分與反積分時間之和，ICL7135內部規定積分固定時間為10 001個時鐘脈沖，反積分時間與被測電壓成正比，因此，可通過單片機一個定時器來測量BUSY腳脈寬，減去10 001個時鐘脈沖后，得到與被測參數成正比的數值。
本程序設計采用了數值濾波的方法，通過ICL7135多次轉換后，將最大值、最小值舍棄，余值進行算術平均，保證了測量的準確。
2．2 溫度控制
對加熱溫度的控制是采用模糊積分算法，經單片機逆模糊運算，得到輸出值，通過光耦輸出的PWM信號，經整流濾波形成0～10 mA的恒流信號，去控制溫控閥的啟閉，調節蒸汽，來實現對加熱器加熱，達到理想的溫度控制效果。
2．3 人機接口
本機有4只觸摸式按鍵和8位共陽顯示數碼管，可通過按鍵對各項控制參數進行調整，還可實現自動、手動操作的無擾切換。采用AT93C66的SPI總線E2PROM，可擦寫100萬次，用以保存設定溫度值、報警溫度、溫度誤差和溫差變化率的量化因子，以及輸出功能函數表、KI積分系數等，都可通過鍵盤進行調整，便于生產現場講行人工整定。

3 算法設計與實現
本系統溫度控制中，散熱是自然散發，所以在模糊控制中模糊表的建立應根據實際加熱器散熱的快慢來決定。
3．1 模糊化
設e為溫度誤差，即實際溫度與給定溫度之間的偏差。本機初始設定范圍為-40～+40℃，劃分為5個變量等級(PB，PS，O，NS，NB)，ec為溫度誤差變化率，初始設定范圍為-5～+5℃／min，劃分為4個變量等級(PB，PS，NS，NB)，本系統輸入信號e，ec采用梯形隸屬度函數，為獲得速度上的提高，本樣機把輸入范圍內的256個數據點存儲在ROM中，供模糊運算程序查表，這樣可避免進行數值計算。本機可通過按鍵調整溫度誤差、溫度誤差變化率的量化因子，方便進行現場整定。