一种模糊自整定pid的共挤层厚度在线控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种模糊自整定PID的共挤层厚度在线控制方法，用于对共挤层厚度进行在线控制，本发明是采用具有超前校准性能的PID控制器，从而系统能够克服滞后的缺陷实现实时厚度控制；同时，在传统的PID控制器上加入改进的模糊推理机制，控制系统根据输入的厚度偏差大小进行模糊推理，得出适应当前环境的一组较为理想的PID控制参数，实现了PID参数的在线整定。从而使得系统的鲁棒性和控制精度都得到明显改善。
【专利说明】一种模糊自整定PID的共挤层厚度在线控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及高速节能智能化数字控制挤出复合机的一种模糊自整定PID的共挤 层厚度在线精密控制方法，主要用于挤出复合机薄膜生产工艺。
【背景技术】
[0002] 挤出复合机生产工艺流程中，通常采用膜厚自动测厚仪对共挤层厚度进行在线 检测，将结果实时反馈到控制系统，由控制器根据偏差的大小将控制信号反馈到自动共挤 出机机头，通过热敏电阻改变记忆金属的伸缩量来调节模唇开合度来控制复合膜的横向厚 度，通过对螺杆电机进行变频调速来控制挤出量进而控制复合膜的纵向厚度，实现了复合 膜的高精度和高可靠性生产。由于挤出复合机结构和工艺的限制，测厚仪会安装在离出膜 口较远的位置，这种安装方式会导致系统产生较大的时滞效应，为了达到实时精准地控制， 需加入超前校准装置，常用的超前装置有=PID运算器、simth预估器。
[0003] 现今薄膜应用的范围越来越广，对薄膜生产工艺的要求也在日益增加，传统的纯 PID控制方法在一些控制精度、速度要求较高的场合已经无法得到满足。为此，在传统的 PID控制器上加入智能控制算法，使得传统的装备集成度更高、更加智能化是非常有必要 的。
【发明内容】
[0004] 针对现有的技术缺点，本发明提出一种模糊自整定PID的共挤层厚度在线精密控 制方法，是将具有超前滞后校准的PID控制器应用到挤出复合机薄膜生产工艺，解决了挤 出复合机时滞效应的问题。同时，在传统的PID控制器上加入改进的模糊自整定参数模块， 使得系统的鲁棒性显著增强，厚度控制更为精确。
[0005] 为了实现上述目的，本发明的技术方案为：
[0006] -种模糊自整定PID的共挤层厚度在线控制方法，用于对共挤层厚度进行在线控 制，包括以下步骤：
[0007] Sl?通过PID控制器获取经验PID参数尤&、、尺^ ;
[0008] S2.构建模糊控制器，包括模糊控制器包括模糊器、模糊推理机、数据库、规则库和 解模糊器；
[0009] S3.将经验PID参数心：、Aci、Kai和给定薄膜厚度输入模糊自整定PID控制 器；
[0010] S4.将薄膜厚度偏差e(t)和薄膜厚度偏差的变化率Ae (t)做为模糊控制器的 输入，在模糊控制器内经过模糊化、映射模糊规则库、解模糊处理，得出一组PID增益参数 A Kp、A Kp A KD，将该增益参数与经验PID参数线性相加，获取一组理想的PID参数：
[0011] Kp = KPq + AKf
[0012] K1 = K, + AK1 ；
[0013] Kd = KD〇 + AKd
[0014] S5.将获取的薄膜厚度偏差e (t)和理想的PID参数做PID运算获取执行机构的控
【权利要求】
1. 一种模糊自整定PID的共挤层厚度在线控制方法，用于对共挤层厚度进行在线控 制，其特征在于，包括：
51. 通过PID控制器获取经验PID参数、心.、;
52. 构建模糊控制器，包括模糊控制器包括模糊器、模糊推理机、数据库、规则库和解模 糊器；
53. 将经验PID参数夂p。、夂/。、夂&和给定薄膜厚度输入模糊自整定PID控制器；
54. 将薄膜厚度偏差e(t)和薄膜厚度偏差的变化率De (t)做为模糊控制器的输入，在 模糊控制器内经过模糊化、映射模糊规则库、解模糊处理，得出一组PID增益参数DKP、DKp DK d,将该增益参数与经验PID参数线性相加,获取一组理想的PID参数：
55. 将获取的薄膜厚度偏差e(t)和理想的PID参数做PID运算获取执行机构的控制量 u(t)，其表示式如下
执行机构的控制量u(t)作用在共 挤机上，控制挤出量进而控制薄膜的当前厚度；上述薄膜厚度偏差e(t)是给定薄膜厚度与 当前薄膜厚度之差。
【文档编号】G05D5/03GK104391512SQ201410715039
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年11月28日 优先权日:2014年11月28日
【发明者】程良伦, 王涛, 刘鸿城, 吴維耀, 徐记凤 申请人:广东工业大学