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閉口閃電測(cè)試儀的摹擬扼制運(yùn)用

閉口閃電測(cè)試儀的摹擬扼制運(yùn)用組成。
  系統(tǒng)由個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC機(jī)),數(shù)據(jù)采集卡,信號(hào)調(diào)理電路,噴嘴等組成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。
  PC機(jī)主頻為P1.7GHz,內(nèi)存256Mb.數(shù)據(jù)采集卡使用美國國家儀器公司(NIPCI-6024EDAQ卡,是基于PCI總線的12位低價(jià),多功能數(shù)據(jù)采集卡,*高采樣速率200kSa/s16個(gè)單端模擬輸入(或8個(gè)差分模擬輸入),8個(gè)數(shù)字輸入/輸出,2個(gè)模擬輸出,2個(gè)20MHz24位計(jì)數(shù)器/定時(shí)器。
  傳感器使用了磁電式轉(zhuǎn)速傳感器,裝在位于曲軸上的"60-2-2"齒的傳感器輪。傳感器輪圓周上,有56個(gè)齒和2個(gè)2個(gè)齒的齒缺,齒缺相距180度,并作為確定曲軸位置的參考標(biāo)記。主軸每轉(zhuǎn)一圈傳感器輸出60個(gè)電脈沖信號(hào)。
  信號(hào)調(diào)理電路是自行設(shè)計(jì)的,由含比較器,施密特觸發(fā)器等器件組成,實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速信號(hào)的增益,濾波和整形,以及實(shí)現(xiàn)控制信號(hào)的隔離,放大以滿足噴嘴電磁閥工作要求(12V,3040A)。
  泵噴嘴內(nèi)含噴嘴電磁閥(型號(hào)為N240),用以調(diào)節(jié)泵噴嘴的噴射始點(diǎn)和噴油量。PC機(jī)發(fā)出控制信號(hào)給噴嘴電磁閥后,電磁線圈將電磁閥針閥壓到閥座內(nèi),切斷至泵噴嘴單元高壓腔的通道,噴射循環(huán)開始。噴油量由電磁閥激活時(shí)間的長(zhǎng)短決定。只要噴嘴電磁閥關(guān)閉,燃油即被噴射至燃燒室內(nèi)。
  閉口閃電測(cè)試儀的摹擬扼制運(yùn)用設(shè)計(jì)。
  利用圖形化的虛擬儀器軟件NILabVIEW7.0專業(yè)開發(fā)版和附帶的模糊邏輯工具包,FCT)編寫了模糊控制器的設(shè)計(jì)和系統(tǒng)用戶操作界面。
  2.1模糊控制的構(gòu)建與實(shí)現(xiàn)。
  模糊控制是基于規(guī)則的一種智能控制,它不依賴于被控對(duì)象的**數(shù)學(xué)模型,特別適宜對(duì)具有多輸入-多輸出的強(qiáng)耦合性,參數(shù)的時(shí)變性和嚴(yán)重的非線性與不確定性的復(fù)雜系統(tǒng)或過程的控制,且控制方法簡(jiǎn)單,實(shí)際效果好,近年來在各個(gè)工程領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。經(jīng)典的模糊控制器是以誤差和誤差變化量為輸入的二維結(jié)構(gòu)形式,它和常規(guī)的PID調(diào)節(jié)器相比具有無須建立被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型,對(duì)被控對(duì)象的非線性和時(shí)變性具有一定的適應(yīng)能力和魯棒性較好等特點(diǎn)。
  模糊控制器的設(shè)計(jì)可以通過專用的模糊邏輯開發(fā)工具,但價(jià)格相對(duì)昂貴。而如果通過自行編程完成模糊控制器的設(shè)計(jì),則開發(fā)時(shí)間較長(zhǎng)且通用性較差。
  NI提供了基于的FCT,通過它可以在Lab-VIEW環(huán)境下方便快速地實(shí)現(xiàn)基本模糊控制器的設(shè)計(jì)。
  2.1.1LabVIEW和是一種基于數(shù)據(jù)流,多線程的圖形化編程語言-G語言。Lab-VIEW中的程序由前面板(用戶界面)和程序框圖組成,其后綴為。vi(含有虛擬儀器的意思),所以也稱為VI,每個(gè)VI可以作為子VI被調(diào)用。
  的FCT用于設(shè)計(jì)和完成基于規(guī)則的模糊邏輯系統(tǒng),主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)楣I(yè)過程控制及專家決策,它主要由模糊邏輯控制器設(shè)計(jì)模塊以及三個(gè)不同功能的VI組成:模糊控制器VI(,模糊控制器載入VI和模糊控制測(cè)試VI。模塊通過點(diǎn)擊下拉式菜單……獲得,模塊操作界面菜單里面主要有模糊集合編輯器,模糊規(guī)則庫編輯器和輸入輸出性能測(cè)試器三個(gè)選擇。通過它們,用戶可以直觀方便地定義和修改模糊控制器的隸屬函數(shù)(三角型,梯形,Z型,S型或自定義),控制規(guī)則,解模糊方法(中位數(shù)法,*大隸屬度法和加權(quán)平均法),推理算法(推理方法為max-min合成法)相關(guān)參數(shù),并對(duì)模糊控制器的輸入輸出性能進(jìn)行初步檢驗(yàn)和測(cè)試。*后,把設(shè)計(jì)好的模糊邏輯控制器模塊保存為。文件。
 是設(shè)計(jì)好的模糊控制器的載體,配合其它部分實(shí)現(xiàn)完整的功能。每個(gè)控制器輸入量*多可為4個(gè),輸出量為1個(gè),也可將多個(gè)控制器并聯(lián),從而實(shí)現(xiàn)更多變量的輸入輸出。模糊控制器主要完成三方面功能,即將輸入量模糊化,進(jìn)行模糊推理和反模糊化,因此FuzzyController.viFuzzify.viInferenz4.viDefuzy.vi三個(gè)子VI組成。
  LoadFuzzyController.viFuzzyController.vi連續(xù)。通過它將存于。fc數(shù)據(jù)文件中的所有模糊控制器參數(shù)加載到模糊控制器VI中。
  TestFuzzyControl.vi作為一個(gè)通用模糊控制器直接應(yīng)用于控制的系統(tǒng),并可用來測(cè)試所設(shè)計(jì)的模糊控制器的基本控制性能。
  2.1.2閉口閃電測(cè)試儀的摹擬扼制運(yùn)用。
  在LabVIEW環(huán)境下,通過FCT設(shè)計(jì)完成的一個(gè)二維柴油機(jī)噴油量模糊控制器,如圖2所示。該模糊控制器用于控制噴油泵內(nèi)的噴油量控制電磁閥,進(jìn)而控制噴油量。其中輸入變量為轉(zhuǎn)速S和實(shí)際轉(zhuǎn)速S0之間的誤差E及轉(zhuǎn)速誤差的變化EC,輸出控制量為噴油量U.設(shè)計(jì)步驟為。
 ?。?/span>1)在LabVIEW環(huán)境下運(yùn)行FCT,打開FuzzyLogicControlDesign模塊,并通過具有交互式界面的FuzzySetEditor(如圖3)設(shè)計(jì)輸入,輸出變量的論域范圍及各個(gè)語言變量的隸屬函數(shù)形狀等參數(shù)。3個(gè)變量EECU的隸屬函數(shù)取為三角形,論域均離散為[-6,-5,-4-3,-2-1,0,1,23,4,5,6]13級(jí),并分為負(fù)大NB,負(fù)小NS,零0,正小PS,正大PB5個(gè)語言變量值??梢钥吹?,通過該模糊集合編輯器可以直觀方便地進(jìn)行各項(xiàng)參數(shù)的設(shè)計(jì)和修改。
  (2)通過RulebaseEditor確定"IF……THEN……"形式的模糊控制規(guī)則,并選擇相應(yīng)的推理算法和解模糊方法等。由該編輯器進(jìn)行模糊控制規(guī)則的設(shè)計(jì)非常方便,它將輸入量的各語言變量自動(dòng)匹配,而設(shè)計(jì)者只需通過交互式的圖形環(huán)境選擇相應(yīng)的輸出語言變量,這就大大簡(jiǎn)化了規(guī)則的設(shè)計(jì)和修改,另外,還可為每條規(guī)則選擇加權(quán)值,以便進(jìn)行規(guī)則的優(yōu)化。本設(shè)計(jì)**有控制規(guī)則25條,每條規(guī)則的加權(quán)值都缺省為1,推理算法為max-min合成法,解模糊方法采用取*大隸屬度法。
 ?。?/span>3)通過I-OCharacteristic(如圖5),對(duì)設(shè)計(jì)的模糊控制器輸出特性進(jìn)行初步測(cè)試和分析,比如驗(yàn)證控制規(guī)則是否完備,是否有規(guī)則沖突等,以對(duì)其進(jìn)行必要的優(yōu)化和修改。
  (4)將設(shè)計(jì)好的模糊控制器保存在一個(gè)后綴名為控制系統(tǒng)。
 ?。?/span>5)在LabVIEW環(huán)境下設(shè)計(jì)相應(yīng)的前面板用戶界面和后臺(tái)的程序框圖,并通過FuzzyController.viLoadFuzzyController.vi將設(shè)計(jì)好的模糊控制器融入程序框圖中(如圖6所示),配合程序的其他部分實(shí)現(xiàn)所要完成的功能。
 ?。?/span>6)運(yùn)行程序,根據(jù)LoadFuzzyController.vi彈出的對(duì)話框提示,加載FUELcontrol.fc文件。如程序運(yùn)行出現(xiàn)問題,可以利用LabVIEW提供的數(shù)據(jù)探針,單步執(zhí)行,高亮顯示等工具進(jìn)行檢查和調(diào)試;如模糊控制器的控制效果出現(xiàn)問題,則可返回(1)對(duì)其進(jìn)行修改或優(yōu)化。
  從以上步驟可以看出,通過LabVIEW及其模糊邏輯工具包提供的交互式的圖形編程環(huán)境,可以方便高效地進(jìn)行基本模糊控制器的設(shè)計(jì)。
  2.2閉口閃電測(cè)試儀的摹擬扼制運(yùn)用。
  用戶操作界面,含有主操作界面,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊,報(bào)表打印模塊和歷史回訪模塊組成。其中,主操作界面分為噴油量輸出和轉(zhuǎn)速反饋輸入兩個(gè)區(qū),實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)速信號(hào)采集和噴油量控制輸出。
  噴油量輸出區(qū)包括包括噴油量及其變化趨勢(shì)顯示,日期時(shí)間等顯示,刷新頻率,初始值等設(shè)置;轉(zhuǎn)速反饋輸入?yún)^(qū)控制部分包括曲軸轉(zhuǎn)速及其變化趨勢(shì),超過極限亮燈顯示,設(shè)定值,控制開關(guān),采樣率設(shè)置等。
  當(dāng)信號(hào)采集完成后,數(shù)據(jù)直接存入EXCEL,格式為時(shí)間,日期,轉(zhuǎn)速,噴油量等參數(shù),并同時(shí)在數(shù)據(jù)旁邊描繪出散點(diǎn)圖。
  3閉口閃電測(cè)試儀的摹擬扼制運(yùn)用。
  應(yīng)用虛擬儀器技術(shù),快速的設(shè)計(jì)了用于控制柴油機(jī)噴油量的模糊控制系統(tǒng)。
  本文作者**點(diǎn)在于:系統(tǒng)硬件上,自主開發(fā)了信號(hào)調(diào)理模塊,采用了先進(jìn)的泵噴嘴執(zhí)行機(jī)構(gòu),系統(tǒng)軟件上應(yīng)用了虛擬儀器軟件LabVIEW及其FuzzyControlToolkit工具包,根據(jù)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速的反饋信號(hào),對(duì)噴油量進(jìn)行模糊控制,*終達(dá)到穩(wěn)態(tài)的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定。
  系統(tǒng)應(yīng)用反映了系統(tǒng)操作界面友好直觀方便,操作方便,擴(kuò)展容易等特點(diǎn)。
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