基于模糊控制的客車烘房溫控儀

0 引 言
目前，國(guó)內(nèi)客車烘房有燃油、燃?xì)?天然氣)、電加熱，以及蒸汽烘房等。烘房的溫度是生產(chǎn)工藝的一項(xiàng)重要指標(biāo)。本課題研究的烘房類型為熱風(fēng)對(duì)流型烘房，熱源為200℃的過(guò)熱蒸汽，溫度控制采用較為傳統(tǒng)的PID類調(diào)節(jié)器，通過(guò)溫控閥門調(diào)節(jié)蒸汽流量，控制烘房溫度。由于PID類調(diào)節(jié)器具有原理簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)，因而在過(guò)程控制中得到廣泛的運(yùn)用。始終占據(jù)過(guò)程控制的主導(dǎo)地位，但魯棒性能不理想，對(duì)大滯后和強(qiáng)干擾的過(guò)程表現(xiàn)出明顯的不足。模糊控制是一種無(wú)需建模、方便易懂、執(zhí)行簡(jiǎn)便、開(kāi)發(fā)成本低廉的非線性控制技術(shù)。由于具有這些優(yōu)點(diǎn)，本文擬將模糊控制技術(shù)應(yīng)用于客車烘房的溫度控制，并做出了一些嘗試。

1 溫控儀原理框圖
樣機(jī)以AT89C55WD單片機(jī)為核心，由鍵盤和LED顯示電路、單片機(jī)系統(tǒng)、控制信號(hào)隔離輸出電路、熱電阻、A／D轉(zhuǎn)換電路等幾部分組成，原理框圖如圖1所示。當(dāng)系統(tǒng)工作時(shí)，通過(guò)鍵盤輸入溫度設(shè)定值，并在LED上顯示，然后單片機(jī)通過(guò)光耦控制輸出脈寬調(diào)制(PWM)信號(hào)，經(jīng)整流濾波形成0～10 mA電流，控制溫控閥啟閉，加熱烘房。本機(jī)還有高、低限位輸出，輸出繼電器觸點(diǎn)可耐5 A電流，增強(qiáng)了本機(jī)的控制功能。

2 硬件電路設(shè)計(jì)
2．1 溫度測(cè)量
由于目前國(guó)內(nèi)客車涂裝采用低溫工藝，溫度控制范圍為100℃內(nèi)，可使用具有較高測(cè)溫精度及測(cè)溫范圍的熱電阻PT100作測(cè)溫元件。其與溫度的線性關(guān)系好、穩(wěn)定性好、可在200℃下長(zhǎng)期使用等特點(diǎn)，足以滿足控制要求。