人工氣候箱溫室度模糊控制及模糊解耦
人工氣候箱溫室度模糊控制及模糊解耦
人工氣候箱溫濕度智能模糊控制分為溫濕度模糊控制和溫濕度模糊解耦兩部分。設(shè)Et為溫度誤差,劃分為7個(gè)變量等級(NB,NM,NS,Z,PS,PM,PB),E′t為溫度誤差變化率,也劃分為7個(gè)變量等級(NB,NM,NS,Z,PS,PM,PB),溫度輸出控制為Ct。由氣候箱溫度控制經(jīng)驗(yàn),得出一系列控制規(guī)則為:IF Et IS NB AND E′t IS NB, THEN Ct IS PB;IF EtIS NM AND E′t IS Z, THEN Ct IS PM；各個(gè)變量的論域范圍為:{E} ={-6,-5,-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4,5,6};{E′} = {- 6, - 5, - 4, - 3, - 2, - 1,0,1,2,3,4,5,6};{C} = {- 7, - 6, - 5, - 4, - 3, - 2, - 1,0,1,2,3,4,5,6,7}。
經(jīng)過模糊關(guān)系計(jì)算得出模糊關(guān)系矩陣,Rt= (Et×E′t)·Ct。然后可以計(jì)算模糊輸出Ct= (Et×E′t)·Rt。對于所有的Et和E′t計(jì)算出Ct,再使用重心法得到相應(yīng)的模糊控制量,整理后得到控制輸出表。由于模糊控制的離散性和預(yù)先規(guī)則的不確定性,有些計(jì)算可能和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)不太相符合,所以經(jīng)過實(shí)際控制實(shí)驗(yàn)后將控制輸出表進(jìn)行了一些修改,最后得到一些結(jié)果。將結(jié)果預(yù)先存入控制器,實(shí)際控制時(shí)只需要根據(jù)溫度誤差和誤差變化查表就可以得到相應(yīng)的控制量。采用同樣的方法可以得到濕度模糊控制的輸出控制表。而溫度控制和濕度控制存在著強(qiáng)耦合,溫度和濕度各自獨(dú)立的使用模糊控制或者其他的控制方法而不考慮它們的耦合現(xiàn)象,控制的效果是不會(huì)好的,甚至?xí)霈F(xiàn)振蕩的現(xiàn)象。由于溫度和濕度的控制相互影響,他們的數(shù)學(xué)模型又很難建立,而且不同型號的氣候箱其關(guān)系又是不太一樣的,所以一般的解耦方法是不太有效的,這里采用一種簡單而有效的方法,即采用模糊推理的方法,根據(jù)前面模糊控制輸出的結(jié)果,再進(jìn)行模糊推理得出解耦補(bǔ)償輸出,解耦補(bǔ)償輸出和前面模糊輸出合成以后再進(jìn)行實(shí)際的控制輸出。
當(dāng)人工氣候箱采用上文所說的溫濕度耦合控制時(shí)，比用PID控制要有效率，控制效果超調(diào)小,響應(yīng)快,很快達(dá)到控制輸出。而且溫度控制精度可以達(dá)到±0.5℃,濕度可以達(dá)到±3%，因此又被叫做智能人工氣候箱。人工氣候箱與光照培養(yǎng)箱相比，對環(huán)境參數(shù)控制的更加全面。光照培養(yǎng)箱是控制光照和溫度，而不能控制濕度。
