专利名称：基于plc的电涡流缓速器模糊控制系统及方法
技术领域：
本发明属于智能控制系统，尤其涉及ー种基于PLC的电涡流缓速器智能控制系统及其方法。
背景技术：
汽车用电涡流缓速器是ー种辅助制动装置，广泛用于大中型客车和中重型载重汽车上。电涡流缓速器具有非线性、强耦合、多变量的特点，传统的控制方式难以达到预期的控制效果。模糊控制是基于规则的ー种智能控制，不依赖被控对象的精确模型，具有鲁棒性好，响应速度快等特点，对于存在滞后或随机干扰的系统具有良好的控制效果。然而常规的模糊控制器的规则一旦建立便固定不变了，不具有适应过程持续变化的能力。大多数自适应模糊控制器通常要包含性能测试或模型參数辨识机构，计算量大，影响了控制器的实时性，在响应速度要求比较高的汽车制动过程中不具备实际可操作性。发明人根据电涡流缓速器的实际工作特性，针对多维模型，采取分段调节、粗细结合的机制来调整控制规则中的调整因子，实现了励磁电流根据转速和转子盘温度的实时调节。PLC具有可靠性高，抗干扰能力强的特点，并可将模糊控制器方便的用软件实现。我们采用三菱公司的FX2n系列PLC 进行了模拟试验并取得了很好的效果。
发明内容
本发明的目的是针对电涡流缓速器非线性、强耦合、多变量的特点，采用模糊控制算法，解决电涡流缓速器控制过程中扰动大，跟踪不准确，可靠性差等问题，建立一种基于 PLC的电涡流缓速器模糊控制系统。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是模糊控制器的设计原理一、建立电涡流缓速器数学模型，确定该控制器基于实际转子转速与理想转子转速的差值及其变化量和理想转子盘温度与实际温度的差值和差值变化量来调节输出励磁电流I。
权利要求
1.基于PLC的电涡流缓速器模糊控制系统，包括主控计算机、RS232-RS485转换器、 PLC、模拟量输入模块、模拟量输出模块、旋转编码器、温度传感器、单相桥式整流模块、电涡流缓速器，其特征在于主控计算机经COM端ロ通过RS232-RS485转换器，采用两线制 RS485串行通讯与PLC相连；温度传感器和旋转编码器均与模拟量输入模块匹配；PLC通过模拟量输入模块和温度传感器，读取电涡流缓速器的转子盘温度；同时通过模拟量输入模块和旋转编码器，读取电涡流缓速器的转子转速，通过查询模糊控制表程序得到控制量，经过模拟量输出模块输出的电压，作为单相桥式整流模块的控制信号，用单相桥式整流模块的输出电压来控制电涡流缓速器的扭矩；所述模拟量输入模块采用FX2N-4AD-TC，所述模拟量输出模块采用FX2N-2DA。
2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于温度传感器与模拟量输入模块匹配标定的温度范围为0°C -600°C，编码器也与模拟量输入模块匹配标定的角速度范围为 0-300rpm，数字输出范围为0-3000 ；模拟量输出模块FX2N-2DA输出电压为0-5V。
3.应用如权利要求1所述的基于PLC的电涡流缓速器模糊控制系统的方法，其特征在干首先开机设定各个參数初始值，将建立的离线模糊控制查询表按照一定的规律将其存放在PLC的从D200开始的169个寄存器中；当定时时间到，开始调用PLC中的模糊控制子程序，得到控制量存入D180中，经 FX2N-2DA输出0-5V电压值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于D130 D133存放温度偏差预设值，D134 D137存放温度偏差变化率预设值；D140 D143存放转速偏差预设值，D144 D147存放转速偏差变化率预设值；当定时采样时间到，采用FX2N-4AD-TC模块，开通通道一与J型热电偶配合进行温度读取，读取温度值存入DlOO ；计算误差、误差变化率及转子盘温度调整因子ル，分别存入D110、Dlll和D112中，利用比较指令与预设值进行比较并设定，从而获得温度误差和误差变化率的论域，由式(3) U=く α E+(l-a )EC >, α e
计算得U0，存入D114中；同时开通通道ニ读取旋转编码器传来的速度信号，存入D102中；读取温度及转速程序，计算误差、误差变化率及转子盘转速调整因子 <，分别存入 D120, D121和D122中，利用比较指令进行比较并设定，从而获得速度误差和误差变化率的论域，由式⑶计算得υω，存入DlM中；在程序中先把U0和υω的论域转化为
，即在量化以后的数值上分別加6，然后采用基址+偏移地址寻址的方法，用α =υωΧ13+υ0这个式子来实现查表；读取查询表对应值得到α值，存入D170中，通过式O) U =< αυω + (1-α)υθ >, α e
计算U，再乘以比例因子得到输出量，存入D180中，经FX2N-2DA的通道ー输出。
全文摘要
本发明提供了一种基于PLC的电涡流缓速器模糊控制方法。包括详细分析了电涡流缓速器在制动过程中出现的热衰退现象，针对多维控制模型，提出了阶梯模糊控制的方法。本发明的有益效果是采用分段调节的机制，通过在线改变规则中的调整因子，最终使得电涡流缓速器输出的励磁电流根据转速和转子盘温度实时调节。并将模糊控制算法与PLC控制系统相结合，发挥PLC的可靠、灵活、适应性强的特点，获得较好的控制效果。
文档编号G05B19/05GK102540960SQ201110447619
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月28日 优先权日2011年12月28日
发明者乔弋, 于鸿彬 申请人:天津标炳科技有限公司