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自适应模糊PID 控制在烟叶复烤系统中的应用

自适应模糊PID 控制在烟叶复烤系统中的应用
自适应模糊PID 控制在烟叶复烤系统中的应用

第6 卷第2期2006年6月

温州职业技术学院学报

Jour nal of Wenzhou Vocati onal & Techni cal Col l ege

V ol.6 No.2Jun.2006

董玲娇,颜晓河

(温州职业技术学院电气电子工程系,浙江温州325035)

[摘 要] 烟叶复烤过程具有时滞、不确定、非线性特性,仅利用常规PID控制不能使复烤过程的各项性能指标满足要求,一种参数自适应模糊PID控制器能有效解决这一问题。该控制器的参数调整采用确定性的模糊调整规则,从而不仅使控制器的设计易于实现而且具有很强的适应性和鲁棒性。仿真结果表明,该控制器能对烟叶复烤过程进行有效控制。

[关键词] 烟叶复烤;自适应;模糊PID[中图分类号] TP13

[文献标识码] A

[文章编号] 1671-4326(2006)02-0040-03

自适应模糊PID控制在烟叶复烤系统中的应用

2006-02-27

董玲娇(1979—),女,

浙江苍南人,温州职业技术学院电气电子工程系助教,硕士;颜晓河(1977—),女,浙江瑞安人,温州职业技术学院电气电子工程系助教.

[收稿日期][作者简介]模型,因而采用一般的PID控制无法对复烤过程进行精确控制。为使复烤工艺过程的各项性能指标满足要求,需要将常规的PID控制与智能控制相结合。模糊控制具有算法简单、对数学模型依赖性弱、便于实时控制的特点,因此,可以采用模糊控制与PID控制相结合的方法设计控制器。依据控制过程的实际特性,本文提出一种参数自适应的模糊控制器。该控制器不仅保持了常规PID控制器的优点而且还具有很强鲁棒性和适应性,能实现对复烤过程的精确控制。

1烟叶复烤过程的数学模型

烟叶复烤的核心是烤烟过程中的温度和湿度控

制,而温度和湿度是两个耦合性很强的变量,必须对他们进行解耦后才能进行有效控制。由实际经验可

0 引 言

烟叶复烤是对初烤烟叶进行再加工的过程,是保证烟叶质量的关键环节。在烟叶复烤过程中,烟叶与具有一定温度、湿度、压力、流速的热传介质在相对运动过程中发生热交换,从而导致烟叶的干燥、冷却回潮等不同过程,并且任一区段的温度、压力变化都会影响到其后各区段参数变化,因而很难对此具有非线性、不确定、且参数变化的控制过程建立精确数学模型。

PID控制以其简单可靠、容易实现以及稳态无静差等优点广泛应用于工业过程,但常规的PID控制主要适用于具有确切数学模型的线性过程,详见参考文献[1]和[2]。由于烟叶复烤过程无法建立精确的数学

The Application of Self-adaptation Fuzzy PID in the

Tobacco-redrying System

DONG Ling-jiao , Y AN Xiao-he

(Electric and Electronic Engineering Department, W enzhou V ocational & Technical College,

Wenzhou, 325035, China)Abstract: The process of tobacco redrying has the characteristics of lagging, uncertainty and being nonlin-ear, so it is unable to satisfy every performance target only by using the usual PID controlling method. However, a kind of fuzzy PID controller with parameter adaptation can solve the problem effectively. The controller parameters are adjusted by using the crisp fuzzy adjusting rules, so that the design of the controller is easy to be realized, and at the same time it has strong adaptation and robustness as well. The result of the simulation shows that the controller can efficiently control the process of tobacco- redrying.

Key words: Tobacco- redrying; self-adaptation; Fuzzy PID

第6 卷第 2期41

42温州职业技术学院学报2006年6月

2006年 6月66温州职业技术学院学报

难看出,组合关系也在发生变化,切不可忽视。甚至有些句子只有通过组合关系,我们才可以识别出隐喻。这里所指的组合关系是指隐喻在句中的位置以及与位于它前后的其它词的线性关系。通过对句子横组合关系的研究,我们不仅可以识别隐喻,而且还可以更加确切地解释或评论它。我们知道,在表达一定的意义的语句中,词与词的组合是严谨的,不是任意的。词在语句中相互影响,其联系受一定规律的制约,支配语句中词与词的主要规则是语义的一致性,就是指词汇单位的组合必须符合语义构成要素之间相互协调一致的原则。以上所分析的实体性隐喻,是用关于物体的概念结构来理解其它非物体的概念的思维方法,即通过本体——隐喻的使用,使词汇所指称的事物发生变化。如She is sweet.尽管she并不具有“甜的”、“可食的”等特性,但在人们日常语言的使用中,依然会出现这样的表达,隐喻使用的结果造成了“女性”也具有了sweet这一物质的“甜美”、“可爱”、“可人”、“漂亮”、“宝贝”等特征。又如It was blue Mondayand he just didn't feel like going back to work.从这一句的词语前后搭配中,我们看出了某种语义上的不和谐,但通过横组合关系的变化我们可以分析出隐喻的结构。从而更好地解释它。

总之,由于隐喻的理解与说话双方的认知状况密不可分。因而就把隐喻的研究看成是一种动态的与人类的认知有着直接联系的语言学理论的研究。研究隐喻实际上就是对喻体进行加工处理。获得贴切的理解的认知过程。隐喻思维的活动过程并不只涉及解读读者单方面的认知水平,对说话人来说,他(她)的认知水平以及他(她)必须做出的有意无意地在推导“足够”和“相关”的信息和此间所需支出的“努力”之间,寻求最佳的平衡,以获得值得受话人做出一定努力的足够语境效果。从以上分析,我们可以看出认知环境的重要性,但隐喻思维与隐喻理解之间并不存在确定的关系,二者通过交际双方的认知心理状态这一因素得以联系,因而在隐喻思维的活动中对隐喻的理解可能会出现不同的结果。因此,可以这样认为,隐喻思维与人们的认知心理状态是密不可分的,这将是今后一个值得深入探讨研究的课题。

现象发生;并且具有很强的自适应性和鲁棒性,即当对象的参数发生变化时仍能保持很好的控制效果,这是单纯的PID控制器难以实现的。因此,采用参数自适应Fuzzy-PID复合控制对烟叶复烤过程进行控制,其控制效果优于传统控制。

[责任编辑:陈大路][1]诸静,等.模糊控制原理与应用[M].北京:北京机械工业出版社,1995. 20.

[2]李士勇.智能控制理论与应用[M].哈尔滨:哈尔滨大学出版社,1990.117-118.

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[5]冯冬青,谢宋和.模糊智能控制[M].北京:北京化学工业出版社,1998.5.

[参 考 文 献]

PID

参数自适应模糊PID

1.4

1.2

0.8

0.6

0.4

0.2

0 1 2 3 4 5 6 7 8

图6鲁棒性能比较实验曲线图

(上接第42页)

[责任编辑:刘文卿,赵凌][1]束定芳.论隐喻产生的认知和语言学原因[J].外语学刊,2000,(4).

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[参 考 文 献]

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