[发明专利]一种模糊自适应PID算法

权利要求书

1.一种模糊自适应PID算法，包括自适应调压调温吹瓶机控制器，其特征在于，所述自适应调压调温吹瓶机控制器包括有包括微处理控制器模块(CPU)、RS485通信模块、温度采集模块、DA输出模块、负载反馈模块、脉冲输出模块、过零检测和相序检测模块，所述自适应调压调温吹瓶机控制器的基本流程包括有上电、初始化、LED程序开启、Modbus程序执行和模式切换，所述模式切换包括有斩波调压模式与温控模式两种模式，且斩波调压模式运用了模糊自适应PID算法,所述模糊自适应PID算法包括模糊算法原理和斩波调压控制系统方框图两个组成部分。

2.根据权利要求1所述的一种模糊自适应PID算法，其特征在于，所述模糊自适应PID算法包括以下流程：

S1.确定输入、输出接口的取值范围,电压值偏差E为[-220,220]；本控制器采用PI控制算法，输出Kp取值范围为[0,0.1]，Ki取值范围为[0,1]；

S2.论域划分，将输出、输入变量都设定为{-3，-2，-1,0，1,2,3}7个等级；

S3.模糊子集确定，模糊子集采用“反大”“反小”“正好”“正小”“正大”五个模糊子集；

S4.隶属度函数选择，选用三角形隶属度函数，得到各变量隶属度赋值表；

S5.模糊规则设计，根据调试经验，分别配置Kp、Ki对E的模糊规则控制表，并转化成(If-Then)机器语言；

S6.推理与解模糊化接口设计，通过重心算法得到Kp、Ki的实际输出值公式如下：

S7.代入增量式PI算法中：

Δu_k＝u_k-u_k-1＝K_pΔe_k+K_Ie_k+u₀；

S8.将控制量传递给脉冲输出模块；

S9.脉冲输出模块输出斩波信号，控制可控硅输出角，对输出交流电压进行精准闭环控制。

3.根据权利要求2所述的一种模糊自适应PID算法，其特征在于，所述重心算法式中：

K_j0—清晰量；K_ij—输出量论域中的元素；μ_C(K_ij)—输出量模糊集合的隶属度。

4.根据权利要求2所述的一种模糊自适应PID算法，其特征在于，所述增量式PI算法的式中：

k—采样序号；u_k—第k次输出值；e_k—第k次偏差值；e_k-1—第k-1次偏差值；K_I—积分系数；K_P—比例系数；u₀—控制初始量。

5.根据权利要求1所述的一种模糊自适应PID算法，其特征在于，所述脉冲输出模块采用光耦与双向可控硅的组合，其功能是收到CPU的驱动信号后，通过一个100微妙的脉冲，对双向可控硅的开断进行控制，实现斩波调压。

6.根据权利要求1所述的一种模糊自适应PID算法，其特征在于，所述微处理控制器模块选用STM32H750XB芯片作为CPU，其功能为数据处理和计算；所述RS485通信模块选用MAX485芯片，其功能是通过Modbus协议与触摸屏和上位机软件通信，实现人机互动。

7.根据权利要求1所述的一种模糊自适应PID算法，其特征在于，所述负载反馈模块采用AC-AC变压器和全波整流电路，将负载两端的电压进行滤波整流传递给CPU，通过均方差算法得到精准的输出电压实际值；所述过零检测和相序检测模块都是通过IO口中断实现的，过零检测的功能是实现分相控制，相序检测的功能是实现相序报警。