单片机在退火炉炉温模糊控制中的应用

模糊控制器的设计

考虑到退火炉炉温具有非线性、时变等特点，单片机模糊炉温控制器采用模糊控制理论，通过总结操作人员对过程的操作和控制的经验，用模糊条件语句构成控制规则，采用极大极小合成运算原理，从而得到一个模糊炉温控制模型。模糊控制器的控制步骤大体分三步：精确量模糊化、模糊控制规则推理模糊、模糊判决。

2.1 确定模糊变量

模糊控制器采用目前广泛使用的二维模糊控制器。确定模糊变量为：

A：u—炉温温度偏差，

B：△u—炉温温度偏差变化率，

C：c—煤气阀门开度。

2.2 精确量的模糊化取

取炉温温度偏差u、炉温温度偏差变化率△μ作为控制器的输入信息，二者皆可用模糊语言变量表示为负大（NL）、负中（NM）、负小（NS）、正小（PS）、正中（PM）、正大（PL）。模糊化是对模糊控制器的输入变量求取相应语言值的隶属度。

对于输入变量u，其隶属度以图2的图线表示；对于输入变量△u，其隶属度以图3的图线表示。经过模糊化后，可以得到u的隶属度为：μNL（u）、μNM（u）、…、μPL（u）；△u的隶属度为：μNL（△u）、μNM（△u）、…、μPL（△u）。

由上面的两个隶属函数图可知，对于个给定的u或△u，至多有两个对应的模糊语言值为0。

2.3 模糊控制规则推理

在单片机模糊炉温控制系统中，采用If Ai and Bi Then Ci为模糊控制规则。其中，Ai为误差模糊子集，Bi为误差变化模糊子集，Ci为输出量模糊子集。

模糊关系采用

模糊推理采用Ci=(Ai×Bi)oRμμμ

利用式1、式2求出模糊控制规则，模糊规则揄按照模糊规则来完成，最后形成输出变量的隶属度。单片机炉温模糊控制规则如表1所示。