一种基于模糊PID的改性尼龙生产过程料筒温度调控系统技术方案

本发明专利技术涉及智能控制技术领域，提出了一种基于模糊PID的改性尼龙生产过程料筒温度调控系统，该系统根据模糊论域和初始基本论域获得参数的量化因子和比例因子，根据料筒的温度调节尺度改正参数的基本论域，根据料筒的满容比和熔融完成进度计算料筒的温度影响程度，根据料筒的温度影响程度计算模糊变量，根据三角形隶属度函数和模糊控制表获得参数调整量的修正值，根据参数调整量的修正值获得调整后的最终参数，根据最终参数和温差获得料筒的温度调控量，根据温度调控量对料筒进行温度调节。本发明专利技术通过对模糊变量的改正，结合模糊PID进行料筒温度的精准调控。料筒温度的精准调控。料筒温度的精准调控。

【技术实现步骤摘要】
一种基于模糊PID的改性尼龙生产过程料筒温度调控系统


[0001]本专利技术涉及智能控制
，具体涉及一种基于模糊PID的改性尼龙生产过程料筒温度调控系统。

技术介绍

[0002]改性尼龙是以尼龙原料为基料，加以改变其物理性质而形成的颗粒状产品，改姓尼龙为工程塑料中最大最重要的品种，具有很强的生命力，主要在于它改性后实现高性能化，具体表现为高热性能、高机械性能以及其他性能，所以，为了提高产品质量，对料筒的温度调控至关重要。
[0003]对于料筒温度的调控主要将料筒的温度位置在理想的温度范围内，实现原料的熔融，现有技术一般利用PID控制器进行调控，但是PID控制器的参数直接影响着调控效果，所以为了更准确的实现料筒温度调控，本专利技术利用模糊控制进行PID参数的整定，即基于模糊PID进行料筒温度调控。一般在料筒中原料的实际熔融过程中，料筒内原料多少和熔融进度影响着料筒对温度的需求，从而影响温度的调控，从而使得一般的模糊PID对料筒温度的调控准确度不高，所以本专利技术通过对模糊变量的改正，结合模糊PID进行料筒温度的精准调控。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种基于模糊PID的改性尼龙生产过程料筒温度调控系统，以解决现有的模糊PID对料筒温度的调控准确度不高的问题，所采用的技术方案具体如下：本专利技术一个实施例提供了一种基于模糊PID的改性尼龙生产过程料筒温度调控系统，该系统包括以下模块：数据采集模块，通过传感器获得料筒的实际温度和理想温度；初始变量设置模块，设置PID控制器的所有参数的模糊论域，根据所有参数的模糊论域和初始基本论域获得所有参数的量化因子和比例因子；参数论域改正模块，获得不同料筒在不同时间点的温度调控尺度，根据料筒的温度调节尺度改正PID控制器的所有参数的基本论域；模糊变量获取模块，根据料筒的满容比和料筒内原料的熔融完成进度计算料筒的温度影响程度，根据料筒的温度影响程度计算模糊变量，根据三角形隶属度函数和模糊控制表获得参数调整量的修正值；温度调节模块，根据PID的所有参数和参数调整量的修正值获得调整后的最终参数，根据最终参数和料筒的温差获得料筒的温度调控量，根据温度调控量对料筒进行温度调节。
[0005]进一步地，所述设置PID控制器的所有参数的模糊论域，包括的具体步骤如下：PID控制器的所有参数包括：、、、温差e以及温差变化率，设置PID控制器的所有参数的模糊论域为[
‑
A,A]。
[0006]进一步地，所述根据所有参数的模糊论域和初始基本论域获得所有参数的量化因子和比例因子，包括的具体步骤如下：根据实际温度控制确定温差e的初始基本论域为[
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B,B]，获得温差e对应的量化因子为；根据实际温度控制确定温差变化率的初始基本论域为[
‑
E,E]，获得温差变化率对应的量化因子为；根据PID控制器实际参数的变化，确定的初始基本论域为[
‑
F,F]，则的比例因子为；根据PID控制器实际参数的变化，确定的初始基本论域为[
‑
H,H]，则对应的比例因子为；根据PID控制器实际参数的变化，确定的初始基本论域为[
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G,G]，则对应的比例因子为。
[0007]进一步地，所述获得不同料筒在不同时间点的温度调控尺度，包括的具体步骤如下：第x个料筒在时间点的温度调节尺度的计算公式为：式中，表示为第x个料筒在时间点的温度调节尺度，表示第x个料筒内的原料含量，表示料筒的最大容量，表示生产过程中一个熔融周期的长度，表示时间点，表示时间点对应的熔融周期的起始时间。
[0008]进一步地，所述料筒温度调节量的影响程度的方法为，包括的具体步骤如下：根据不同料筒在不时间点的温度调节尺度，确定，，对应不同的基本论域大小，分别表示为，，，其中，表示为第x个料筒在时间点的温度调节尺度。
[0009]进一步地，所述根据料筒的满容比和料筒内原料的熔融完成进度计算料筒的温度影响程度，包括的具体步骤如下：当第x个料筒在时间点的温差大于0，即第x个料筒在时间点的温度大于系统设置的料筒的理想温度时，第x个料筒在时间点的温度影响程度为；当第x个料筒在时间点的温差小于0，即第x个料筒在时间点的温度小于系统设置的料筒的理想温度时，第x个料筒在时间点的温度影响程度为，其中，
表示第x个料筒内的原料含量，表示料筒的最大容量，表示生产过程中一个熔融周期的长度，表示时间点，表示时间点对应的熔融周期的起始时间，表示第x个料筒的满容比，表示y时刻第x个料筒内原料的熔融完成进度。
[0010]进一步地，所述实现料筒温度调控的方法为，包括的具体步骤如下：将第x个料筒在时间点的温差与第x个料筒在时间点的温度影响程度的乘积作为温差模糊变量，将第x个料筒在时间点的温差变化率与第x个料筒在时间点的温度影响程度的乘积作为温差变化率模糊变量。
[0011]进一步地，所述根据三角形隶属度函数和模糊控制表获得参数调整量的修正值，包括的具体步骤如下：根据第x个料筒在时间点的温差模糊变量和温差模糊变量的三角形隶属度函数，获得第x个料筒对应的温差语言变量；同理，根据第x个料筒在时间点的温差变化率模糊变量和温差变化率模糊变量的三角形隶属度函数，获得第x个料筒对应的温差变化率语言变量；对于第x个料筒，根据第x个料筒对应的温差语言变量和温差变化率语言变量，以及参数调整量，，对应的模糊控制表，获得第x个料筒的语言变量、语言变量以及语言变量；分别根据第x个料筒的每个参数调整量的语言变量以及对应的三角形隶属度函数，获得每个参数调整量对应的参数模糊变量；将每个参数调整量的比例因子与每个参数调整量对应的参数模糊变量的乘积记为每个参数调整量的修正值。
[0012]进一步地，所述根据最终参数和料筒的温差获得料筒的温度调控量，包括的具体步骤如下：第x个料筒的温度调控量的具体计算公式为：式中，表示第x个料筒的温度调控量，、和为PID的参数、和经过调整后的最终参数，表示第x个料筒的温差。
[0013]本专利技术的有益效果是：本专利技术根据模糊控制进行PID参数的整定，其中利用料筒的内的原料含量以及熔融完成进度，对模糊变量进行改正，从而进行更准确的模糊控制，实现料筒温度的精准调控；根据实际料筒内原料的熔融过程，分析料筒不同状态对温度的不同响应，确定不同料筒在不同时刻温度调节尺度，使得当前温度调控更加符合料筒内原料熔融过程，从而提高料筒温度调控的准确性，同时不同的调节尺度有效增加料筒温度调控速度；相比与现有方法来说，根据料筒的内的原料含量以及熔融完成进度对料筒的接受温度的影响，对温度偏差和偏差的变化率进行改正，使得温度偏差和偏差的变化率反应料筒更准确的温度需求，即获得更加准确的模糊变量，从而实现更加准确的料筒温度的调控。
附图说明
[0014]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于模糊PID的改性尼龙生产过程料筒温度调控系统，其特征在于，该系统包括以下步骤：数据采集模块，通过传感器获得料筒的实际温度和理想温度；初始变量设置模块，设置PID控制器的所有参数的模糊论域，根据所有参数的模糊论域和初始基本论域获得所有参数的量化因子和比例因子；参数论域改正模块，获得不同料筒在不同时间点的温度调控尺度，根据料筒的温度调节尺度改正PID控制器的所有参数的基本论域；模糊变量获取模块，根据料筒的满容比和料筒内原料的熔融完成进度计算料筒的温度影响程度，根据料筒的温度影响程度计算模糊变量，根据三角形隶属度函数和模糊控制表获得参数调整量的修正值；温度调节模块，根据PID的所有参数和参数调整量的修正值获得调整后的最终参数，根据最终参数和料筒的温差获得料筒的温度调控量，根据温度调控量对料筒进行温度调节。2.根据权利要求1所述的一种基于模糊PID的改性尼龙生产过程料筒温度调控系统，其特征在于，所述设置PID控制器的所有参数的模糊论域，包括的具体步骤如下：PID控制器的所有参数包括：、、、温差e以及温差变化率，设置PID控制器的所有参数的模糊论域为[
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A,A]。3.根据权利要求1所述的一种基于模糊PID的改性尼龙生产过程料筒温度调控系统，其特征在于，所述根据所有参数的模糊论域和初始基本论域获得所有参数的量化因子和比例因子，包括的具体步骤如下：根据实际温度控制确定温差e的初始基本论域为[
‑
B,B]，获得温差e对应的量化因子为；根据实际温度控制确定温差变化率的初始基本论域为[
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E,E]，获得温差变化率对应的量化因子为；根据PID控制器实际参数的变化，确定的初始基本论域为[
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F,F]，则的比例因子为；根据PID控制器实际参数的变化，确定的初始基本论域为[
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H,H]，则对应的比例因子为；根据PID控制器实际参数的变化，确定的初始基本论域为[
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G,G]，则对应的比例因子为。4.根据权利要求1所述的一种基于模糊PID的改性尼龙生产过程料筒温度调控系统，其特征在于，所述获得不同料筒在不同时间点的温度调控尺度，包括的具体步骤如下：第x个料筒在时间点的温度调节尺度的计算公式为：
式中，表示为第x个料筒在时间点的温度调节尺度，表示第x个料筒内的原料含量，表示料筒的最大容量，表示生产过程中一个熔融周期的长度，表示时间点，表示时间点对应的熔融周期的起始时间。5.根据权利要求1所述的一种基于模糊PID的改性尼龙生产过程料筒温度调控系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：李忠先，段振龙，李亚男，冯涛，李苗，牛阅政，
申请(专利权)人：西安远通耐特汽车安全技术有限公司，
类型：发明
国别省市：