基于S7-300 PLC的模糊控制器的设计

罗庚兴

(广东松山职业技术学院，广东 韶关 512126)

0 引言

模糊控制器是一种新型控制器，其优点是不要求掌握受控对象的精确数学模型，而根据人工控制规则组织决策表，然后由该决策表决定控制量的大小［1］。PLC是集成了微电子技术、计算机技术和自动控制技术等新技术的新型工业控制装置。将模糊控制器与PLC结合起来，扬长避短，既具有模糊控制灵活而适应性强的优点，又具有PLC可靠性高、参数监控修改方便、通讯便捷等优点。采用PLC来实现模糊控制，将使模糊控制在工业控制中发挥更大的作用。

1 模糊控制原理

1.1 模糊控制系统结构

模糊控制系统的设计以基本二维模糊控制器的设计为基础，图1所示为结构框图。模糊控制器包括输入量模糊化、模糊推理和解模糊三个部分。图中r为设定值，y为测量值，u为输出值。e为误差，计算公式为e=r-y;ec为误差变化率，计算公式为ec=e1-e2式中，式中，e1为当前采样的误差，e2为上次采样的误差。E和EC分别为e和ec模糊化后的模糊变量。ΔU为输出模糊变量，ΔU为ΔU解模糊化后的输出增量，u为精确输出量。Ke、Kec分别为e、ec的模糊量化因子。Ku为Δu的比例因子。

图1 模糊控制系统结构图

1.2 模糊变量隶属函数

设定模糊变量E的模糊论域为［-3，3］，并将其量化为7个等级{-3，-2，-1，0，1，2，3}。设定模糊变量 EC 的模糊论域为［-2，2］，并将其量化为 5 个等级{-2，-1，0，1，2，}。输出模糊变量ΔU的模糊论域为［-3，3］，并量化为7个等级{-3，-2，-1，0，1，2，3}。

设定模糊变量的语言值集合。设定输入模糊变量E和输出模糊变量ΔU的语言值集合为:{负大(NB)，负中(NM)，负小(NS)，零(ZO)，正小(PS)，正中(PM)，正大(PB)}七级语言变量。……