模糊控制器设计与单片机实现——电线电缆行业应用

"这篇硕士学位论文主要探讨了模糊控制在单片机实现中的应用，以解决电线电缆生产设备自动化程度低和精度不足的问题。作者鲁远耀在导师陈宗穆的指导下，设计了一个4输入2输出的模糊控制器，用以模仿熟练工人的经验，处理输出变量的强关联性。通过模糊逻辑推理和数学运算，生成了模糊控制查询表，并详细介绍了模糊控制查询的单片机实现方式，以及核心控制部分的硬件电路和软件流程。该系统采用SCI串行通信总线的数字控制，提高了生产精度和系统的可靠性，对电线电缆工业有指导意义。" 本文深入浅出地解析了模糊控制器的设计与实现，特别是在新能源汽车技术中所面临的挑战。模糊控制算法是一种处理非线性、不确定性问题的有效方法，它弥补了传统控制算法的局限性。在模糊控制系统中，解模糊接口扮演着关键角色，它的主要任务是将模糊推理的结果转换为实际执行机构可以理解的精确控制量，包括量程转换和解模糊两部分。 解模糊化策略有多种，如最大隶属函数法、取中位数法和重心法等。这些方法用于从模糊推理的输出中提取一个明确的控制决策，确保控制信号的精确传递。模糊控制器的设计涉及多个关键参数，包括模糊策略、模糊算子、输入输出空间的划分、基本模糊集合选择以及控制规则的制定。 在具体应用案例中，模糊控制被应用于电线电缆行业的押出机自动控制系统。传统PLC控制系统因建模复杂、输入输出变量多、关联性强等问题，导致自动化程度不高。模糊控制则能较好地解决这些问题，通过4输入2输出的模糊控制器模拟熟练操作者的经验，合理处理输出变量间的关联性。通过离线计算的模糊控制查询表，实现了控制决策的高效执行。单片机的实现则进一步提升了系统的自动化水平，通过SCI串行通信总线实现数字控制，提高了精度和可靠性，对于提升电线电缆生产设备的技术水平具有积极意义。 模糊控制算法为新能源汽车和其他复杂系统的控制提供了新的解决方案，尤其在面对复杂动态环境和不确定性时，模糊控制的优势更为突出。单片机的模糊控制实现不仅简化了硬件设计，也优化了软件流程，对于提高生产效率和产品质量具有显著效果。