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3500/61-01-00
发布时间:2018-03-30 16:59:40
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本店价格:¥ 999 元
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中模拟量输入模块AI774 有4 路微分输入, 均为12bit 分辨率的0~20mA 的电流输出方式, 可直接采集霍尔电压、电流传感器的检测信号。而电压控制信号的生成则采用双通道12bit 分辨率的模拟量输出模块AO352 , 其0~10V 的电压输出方式即可直接连续调节三相全控智能整流模块的电压输出。
  PP41 控制器中集成了TPU (时间处理器) 来产生PWM信号, TPU 可以在不增加CPU 负担的情况下实现脉冲计数、PWM 信号生成、频率测量、步进电机的控制、同步数据通信、脉冲定位等功能。B&R 公司开发了TPU Code Linker (TPU 代码链接器) , 可以在CPU 热启动时通过内部模块总线将代码送入CPU 与TPU 之间的2Kbyte 的RAM, 之后只有TPU 有权直接访问此存储区并通过LTX函数来控制时间处理器的工作。
  B&R 公司提供了许多具有TPU 功能的输出模块,PCC 系列中有专用的DO135 模块可方便的产生PWM 信号, DO135 为4 路的数字量输出模块, 最大工作频率可达到100 kHz。控制系统工作在PWM 方式下, 因此应用PCC 软件库提供的LTXdpwm ( ) 函数只需要设置PCC的数据字和控制字即可方便的连续调节频率和占空比。PWM方式的开关由16 位计数器来控制, 计数达到65535 后随即返回0并重新开始计数, 控制PWM 开关的计数值即可调节占空比。PWM 信号由DO135 产生后即可供给功率开关器件的驱动电路。
2.2 模糊控制器设计
  大功率脉冲电源已被广泛地应用于许多工业领域中, 其控制算法通常采用常规PID 控制, 其算法简单,鲁棒性好, 可靠性高, 适用于负载性质确定且负载变化范围不大的场合。
  由于文章涉及到的电源负载是随着工艺过程的进行, 其性质和大小均有较大范围的变化, 很难建立其数学模型, 实践证明采用常规PID 控制器难以达到理想的控制效果。
  文章所设计的电源控制器, 其重要的控制功能之一就是在生产过程中当负载电流受工艺影响或当系统受到强干扰时负载电流发生突变(有时出现尖峰) , 或按工艺要求突加负载和突卸负载时, 能够通过调节电压, 迅速使电流恒定在设定的工艺曲线上。
为保证电源输出电流为设定值, 控制系统采用电流闭环控制。脉冲电源输出的电流经霍尔传感器反馈到微处理器中, 模糊控制器根据电流误差及误差的变化率按照模糊控制规则得到控制量
Δu , 来控制电源系统的输出电流。
  模糊控制系统如图3 所示。

Ii —手动设定电流值; Io —负载端输出脉冲电流平均值
图3  模糊控制原理框图


其具体设计如下:
(1) 选择模糊控制器的语言变量。模糊控制器的输入语言变量选为手动设定电流值Ii 与实际负载端输出脉冲电流平均值Io之间的差e = Io - Ii 及其变化率d e/ d t , 而其输出语言变量为被控对象的控制量u 。
(2) 建立输入语言变量误差E、误差变化EC 和输出语言U 的赋值表。
设定E、EC 和U 为下列模糊子集:
E = EC = U = { NB NM NS 0 PS PM PB}
其中NB = 负大, NM = 负中, NS = 负小, 0 = 零, PS= 正小, PM = 正中, PB = 正大。根据马达尼法, 设定E , EC 的论域为[ - 6 , + 6 ] , 并将其量化为13 个等级, U 的论域为[ - 7 , + 7 ] , 量化的等级为15 个,
 E = EC = { - 6 , - 5 , - 4 , - 3 , - 2 , - 1 ,0 ,1 ,2 ,3 ,4 ,5 ,6}
 U = { - 7 , - 6 , - 5 , - 4 , - 3 , - 2 , - 1 ,0 ,1 ,2 ,3 ,4 ,5 ,6 ,7}
(3) 选择控制规则
用“IF A AND B THEN C”的模糊条件语句来描述, 该控制器把实际控制策略归纳为: IF E = NB AND
EC = NB THEN U = PB . . . . . . . . . 等条件语句, 控制规则表详见文献[3] 。
      (4) 确定模糊推理算法和模糊判决方法, 建立模糊控制器查询表。
  采用的模糊推理算法是Mamdani“最小- 最大”推理法[4] , 模糊判决为重心法, 为了减少在线计算量,采用离线计算, 形成以观测值和与之对应的控制值为内容的模糊控制表。
  在电源控制系统中, 电压、电流均可以采用模糊控制的算法来增强控制系统的动态稳定性,但生成的是在原先控制量基础上的变化量Δu , 因此在实际的控制系统中的控制量为原先控制量u 与Δu 之和[5] 。在PCC 控制系统中, 我们将离线运算得到的模糊控制表以数组的形式输入到存储器中, 这样当运行模糊控制子程序时, 模糊推理和判决的工作量就会相对减少。模糊控制程序如图4 所示。


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