❖ 由此查询模糊控制表
根据离线计算好的模糊控制表可得到控制输出量 u,再乘以相应量化因子即可得到当前控制量的实 际值
其控制流程图如下所示
流程图
e , e c
e , e c 是 否 越 限 ？
u
Matlab仿真结果如下：
❖ 1：仿真结构图
❖ 2：仿真结果图
结论
在此，我们取一个近似的对象传递函数进行仿真，由结果 可以看出模糊控制上升时间较短，没有超调，而且积分部 分有效地消除了系统偏差，拥有较好的控制性能。
1
4 4 4 3 -1 0 -1 -4 -4 -6 -6 -6 -6
2
4 4 4 2 0 0 -1 -4 -4 -6 -6 -6 -6
3
2 2 2 0 0 0 -1 -3 -3 -6 -6 -6 -6
4
0 0 0 -1 -1 -3 -4 -4 -4 -6 -6 -7 -7
5
0 0 0 -1 -1 -2 -4 -4 -4 -6 -6 -7 -7
❖ 烘干部有3组共20多只直径1m左右的烘缸，要以 定量关系式准确地描述纸页在烘干过程中的机理 是十分困难的，因此，采用模糊控制器控制成纸 水分较为合适可行
❖ 模糊控制器的设计
❖ 模糊控制器的设计通常可分为离线设计和 在线设计，离线设计就是根据操作人员的 先验知识，确定模糊控制规则到生成模糊 控制查询表的完整过程。它包括输入量量 化，确定模糊子集和模糊关系矩阵，进行 模糊判决，并建立控制输出查询表等内容。
ZO
0.1 0.6 1.0 0.6 0.1
NS
0.1 0.5 1.0 0.8 0.3
NM 0.2 0.7 1.0 0.7 0.2
NB 1.0 0.8 0.4 0.1
❖ 并根据给出的合成推理规则进行推理运算， 最后又最大隶属度函数判决原则，可得到 供模糊控制器动态控制时控制表如下表所 示
❖ 这是假设只有2段蒸汽的情况下得到的，要 将它用于有两段蒸汽的情况，必须经过变 换。取
z1 4,3, 3,4, z1 Z1
z2 7,6, 6,7, z2 Z2
xi 对 Ai 的隶属度函数
Ai x -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6
PB
0.1 0.4 0.8 1.0
PM
0.2 0.7 1.0 0.2
PS
0.3 0.8 1.0 0.5 0.1
1 0.5, 21 0.7, 22 0.8
❖则
z1
1
z
2
z2
21
z
2
z2
22
z
2
z
2
0
z
2
0
模糊控制表
z2i xi -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6
yi
-6
7 7 6 6 4 4 42 1 1 0 0 0
-5
7 7 6 6 4 4 42 1 1 0 0 0
造纸机模糊控制系统的设计
工艺介绍
❖ 打浆车间送来的浓纸浆在混合箱与白水混 合稀释后形成稀纸浆，经过除砂装置去除 浆料中的尘埃和浆团，通过网前箱流布在 铜网上。纸浆在铜网上经自然滤水，形成 湿纸页，经压榨部脱水后，连续经过两组 烘缸干燥，最后经压光作为成品纸，上卷 筒卷取，其工艺流程图如下所示
❖ 造纸机工艺流程图
6
0 0 0 -1 -1 -1 -4 -4 -4 -6 -6 -7 -7
❖ 在小偏差时，为消除余差，应考虑积分作 用。整个成纸水分模糊控制系统结构如下 图所示
❖ 硬件实现
❖ 其实现有多种形式，在此我们仅讨论模糊控制如 何在PLC上实现的
❖ 首先将求得的量化因子，比例因子等参数置入 PLC中，
❖ 采集到的变量误差e误差变化率ec置入数据存储 区,先经过限辐处理,再按给定量化因子量化,并对 应到模糊集论域中的相应元素,
❖ 关于成纸水分控制的先验知识可定性归纳 为：
❖ 1 如果水分低于给定值，就减少进入烘缸 的蒸汽，降低烘缸温度，使水分值升高， 反之，则增加蒸汽量，使水分值降低。
❖ 2 如果水分偏离给定值较小，只需调节2段 蒸汽量，但在偏离较大时应同时调节1,2两 段的蒸汽量
❖ 3 由于烘缸升温快而降温较慢，故在调节 时关汽应快些
1k1
k1 1,2,l1
Z {C } 2
2k2
k2 1,2,l2
❖ （3）确定模糊关系与控制输出模糊子集
❖ 根据操作经验，设定一组模糊控制规则为
❖ If Ai and B j then C1ij and C2ij其模糊关系为
R1 Ai B j C1ij
i, j
R2 Ai B j C2ij
i, j
当给定x=,Ai y= B j 时，则由模糊合成规则推 理得到
C1ij Ai B j R1 C2ij Ai B j R2
❖ （4）进行模糊判决，并生成控制输出查询 表
模糊控制器的在线实现
❖ 在系统设计时，令
x 6,5, 5,6, x X
y 6,5, 5,6, y Y
❖ （1）量化 ❖ 设e和ec分别代表偏差和偏差变化率，其
基本论域为 E [emin , emax ]
EC [ecmin , ecmax ]
❖ 将其基本论域量化为
❖ E X {x1, x2 ,, xp1}
EC Y {y1, y2 ,, yp2}
❖ （2）确定模糊子集
❖ 得到量化论域后，对各变量定义模糊子集。 令
❖ 成纸水分含量是纸业最重要的质量指标之一。水 分过高，会导致出现气泡，水斑等纸病,而过低 则会导致纸页发脆，易断，同时还会多用蒸汽， 使耗能增加
❖ 在长达数十米的纸机流程中，影响成纸水分的因 素很多，其中最主要的是湿纸页在烘干的热传递 情况和成纸定量水分的耦合。由于蒸汽压力时可 测的，一般将它视为纸水分的控制变量。
X {Ai }(i1,2,,n) ,Y {B j }( j1,2,m)
❖ 式中，Ai 和 B j分别为X，Y的模糊子集，可 用语言变量PB,PM,…NM,NB等表示。对
各模糊子集确定量化论域中各元素的隶属
函数可得到隶属函数表。
❖ 设 Z1, Z2分别为1，2段蒸汽的控制量，相 应的论域为
❖
Z {C } 1
-4
7 7 6 6 4 4 42 2 1 1 0 0
-3
6 6 6 6 5 5 5 2 2 0 -2 -2 -2
-2
6 6 6 6 4 4 1 0 0 -3 -4 -4 -4
-1
6 6 6 6 4 4 1 0 -3 -3 -4 -4 -4
0
6 6 6 6 4 1 0 -1 -4 -6 -6 -6 -6