（機(jī)械電子工程專(zhuān)業(yè)論文）模糊控制在微波化學(xué)溫控系統(tǒng)中的應(yīng)用研究.pdf

樂(lè)匏走學(xué)頸士學(xué)位論文 ，擒要 模糊控制在微波化學(xué)溫控系統(tǒng)中的應(yīng)用研究 摘要 徽波熱燕豹特熹楚莓在不同深度囂辯產(chǎn)生熱效應(yīng)。將徽渡痰靂翻銠學(xué)愛(ài)瘟 中可以熱快化學(xué)反應(yīng)的速度，由予“體加熱作用”使凝應(yīng)物菇部分受熱蝣勻， 化學(xué)反威的副產(chǎn)品減少，產(chǎn)率提嵩。本文結(jié)合與東北制藥廠的合作項(xiàng)目，設(shè)計(jì) 一套中試徽波純學(xué)爰疵酶溫度控制系統(tǒng)。 確立中試娥模微波化學(xué)愛(ài)應(yīng)系統(tǒng)魏蒸本縫橡，包括擻波功率源豹選取、徽 波傳輸系統(tǒng)的建立、微波反皮器諧振腔的類(lèi)型及尺寸的計(jì)算、微波漏能抑制器、 四分之一波導(dǎo)扼流稽和紅外線(xiàn)溫度傳感器鋅。研究間歇式制藥過(guò)程中微波催化 鬟痤豹滋度控錙。巒予無(wú)法建立徽波鑊純闐黎愛(ài)纛系統(tǒng)鶼數(shù)學(xué)模登，采蔫了模 糊控制方法對(duì)殷應(yīng)溫度進(jìn)彳亍犍控制。該模糊控制器輿有單變量二維輸入、增 量型輸出、比例因子可調(diào)等特點(diǎn)。 本文較詳縮研究了模糊控銹靜楓理積算法，自行設(shè)計(jì)出三種新掇的模糊控 制算法；壹調(diào)熬比鍘?kù)灿璧哪：刎?、仿入蟹戇模糊控制、豢修正綴子款鼴級(jí) 智能模糊控制。對(duì)各種控制算法進(jìn)行了m a t l a b 仿真分析和比較，井在計(jì)算機(jī) 控制位鬻伺服實(shí)驗(yàn)平臼上通過(guò)調(diào)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，新型模糊控制方法具有較 麓戇控豢糖度秘較好懿系統(tǒng)糠定蛙，這裂了控裁愛(ài)求。 本文對(duì)計(jì)算機(jī)位鬣控制實(shí)驗(yàn)系綾進(jìn)行了設(shè)計(jì)和分析，介纓了從系統(tǒng)硬彳譬設(shè) 計(jì)、軟件設(shè)計(jì)到控制算法編程的完熬過(guò)程。硬件設(shè)計(jì)包括位置檢測(cè)、數(shù)據(jù)采集、 髑毅驅(qū)動(dòng)篷贛稻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與徐舀，并分耩了系統(tǒng)硬律靜工作潦理。軟件設(shè)計(jì)包 括系統(tǒng)在w i n d o w s 乎蠢下實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制的方法、虛擬驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)、m a t l a b 聯(lián)接 運(yùn)行方案、控制器設(shè)計(jì)擴(kuò)展接口和用戶(hù)高級(jí)圖形數(shù)據(jù)操作功能實(shí)現(xiàn)等。 關(guān)鍵詞；微波加熱溫度控制模糊控制數(shù)據(jù)采集m a t l a b 仿真 i i 末藤走擎磺士學(xué)弦論文 a b s t r a c t t h e a p p l i c a t i o n r e s e a r c ho f f u z z y c o n t r o lm e t h o di n m i c r o w a v e c a t a l y s i st e m p e r a t u r e c o n t r o l s y s t e m a b s t r a c t m i c r o w a v eh e a t i n gc a l lm a k et h ed i f f e r e n td e p t ho ft h i n g sh e a t e da tt h e s a l n et i m e t h ea p p l i c a t i o no fm i c r o w a v ei nt h ec h e m i s t r yr e a c t i o nm a k e st h e p r o d u c e r a t ei n c r e a s ea n d i m p r o v e s t h er e a c t i o ns p e e d i nt h i sd i s s e r t a t i o n ，as e t o ft e m p e r a t u r ec o n t r o ls y s t e mo fm i c r o w a v ec h e m i s t r yr e a c t i o ni sd e s i g n e d ， w h i c hi sac o l l a b o r a t i v ei t e mw i t hn o r t h e a s t e r np h a r m a c yf a c t o r y t h eb a s i cs t r u c t u r eo fm o d e r a t ed i m e n s i o n - m i c r o w a v ec h e m i s t r yr e a c t i o n s y s t e m i se s t a b i s h e d ，w h i c hc o m p r i s e st h es e l e c t i o no fm i c r o w a v ee n e r g y e m i t t e r , t h eb u i l d i n go fm i c r o w a v et r a n s m i s s i o ns y s t e m ，t h ec h o i c e o ft h e r e s o n a n c e c a v i t yt y p ea n d t h ec a l c u l a t i o no fi t ss i z e ，m i c r o w a v el e a ks u p p r e s s e r , e t e t h et e m p e r a t u r ec o n t r o lo fm i c r o w a v ec a t a l y s i sr e a c t i o ni nt h ei n t e r i m p h a r m a c yi s r e s e a r c h e d b e c a u s eo fav a r i a b l es y s t e mm o d e l ，an e wf u z z y c o n t r o lm e t h o di sa p p l i e dt oc o n t r o lt h et e m p e r a t u r ei n t e l l i g e n t l y t h i si sa f u z z y c o n t r o ls y s t e m ，w h i c hh a ss i n g l ev a r i a b l ea n dt w od i m e n s i o n si n p u t ，i n c r e m e n t o u t p u t ，g e n e sa d j u s t e da u t o m a t i c a l l y t h et h e o r ya n da r i t h m e t i co ff u z z yc o n t r o li ss t u d i e dd e t a i l e d l yi nt h i s d i s s e r t a t i o n t h r e en e wf u z z yc o n t r o ls c h e m e sa r ed e s i g n e d ：m a n yg r o u p so f g e n e sa d j u s t e da u t o m a t i c a l l yf u z z yc o n t r o l ，i m i t a t e - h u m a ni n t e l l i g e n t l yf u z z y c o n t r o l ，t w o g r a d ei n t e l l i g e n tf u z z yc o n t r 0 1 e m u ! a t i o n a la n a l y s i sa n dc o m p a r e o ft h e s es c h e m e sb a s e do nm a t l a k ba r ep r e s e n t e d m o r e o v e r , t h e s ec o n t r o l s c h e m e sr u no nt h ep o s i t i o ns e r v os y s t e m t h er e s u l t ss h o wt h a tt h r e en e w f u z z y c o n t r o ls c h e m e sw o r kw e l la n dm e e tt h er e q u i r e m e n t t h e d i g i t a lc o n t r o lp o s i t i o ns e r v os y s t e mi sd e s i g n e da n da n a l y z e di nt h i s d i s s e r t a t i o n t h ew h o l ep r o c e s so ft h e d e v e l o p m e n ti s i n t r o d u c e d i n c l u d i n g d e s i g no fh a r d w a r e ，s o f t w a r ea n dc o n t r o la l g o r i t h m h a r d w a r ed e v e l o p m e n t i n c l u d e sp o s i t i o ns i g n a l ，d a t aa c q u i s i t i o n ，s e r v od r i v ec i r c u i t r y , d a t ac o n v e r t i n g a n do u t p u t t i n g t h e o r yo fh a r d w a r ei n s y s t e m i s a n a l y z e d t h ed e s i g no f m - 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文 a b s t r a c t s o f t w a r ei n c l u d e sr e a l i z a t i o no fr e a lt i m ec o n t r o l l i n gu n d e rw i n d o w s o p e r a t i o n s y s t e m ，v i r t u a l d e v i c e d r i v e r ，s c h e m eo f r u n n i n gl i n k i n g t om a t l a b e x p a n d i n g i n t e r f a c ef o r d e s i g n o fc o n t r o l l e ra n dr e a l i z a t i o no fh i g h 1 e v e l o p e r a t i o nf u n c t i o ni ng r a p h i c - d a t af o ru s e ra r ea l s oi n c l u d e d k e y w o r d s ：m i c r o w a v e h e a t i n g ；t e m p e r a t u r ec o n t r o l ；f u z z yc o n t r o l ； d a t aa c q u i s i t i o n ；m a t l a b 聲明 本人聲明所呈交的學(xué)位論文是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下完成的。論文中 取得的研究成果除加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人已經(jīng)發(fā) 表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果，也不包括本人為獲得其他學(xué)位而使用過(guò)的 材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中 作了明確的說(shuō)明并表示謝意。 本人簽名： 日期： 刀。畢f(xié)s 末j b 欠擘磺士學(xué)按論文第一章緒論 第一章緒論 1 1 課題概述 率文磷究釋舞發(fā)鶼是一個(gè)基子計(jì)算秘控制靜鐓波純學(xué)反瘦系統(tǒng)，其囂酌在于 縮短加熱過(guò)程的時(shí)聞，節(jié)省能源，提高生產(chǎn)效率。在對(duì)模糊控巷4 進(jìn)行深入硬究的 基礎(chǔ)上，根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)一套基予新型模糊控制算法的溫度控制系統(tǒng)，控制化 學(xué)菠瘟靜速度。弱耱，本文逐設(shè)計(jì)7 一個(gè)計(jì)葬撬撩翻譴鬻伺罪系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其 層的在予鯰本文設(shè)計(jì)的贛型模糊控制理諗秘今后的控制理論磺究提供理想的實(shí) 驗(yàn)和研究正具。 設(shè)計(jì)中試麓模的馓渡化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)，努須根辯電磁場(chǎng)和微波理論，防止徽波 濺潺問(wèn)題。另終，由予微波加熱匏本身特點(diǎn)，微波源的功率稍微發(fā)生變純，將迅 速引起受熱物質(zhì)溫度的大幅度變化，導(dǎo)致微波加熱過(guò)程濉以控制。溫度控制通常 采糟開(kāi)關(guān)控翻、p i d 控錯(cuò)、模糊控髑等。模糊控剿是一種基予人們經(jīng)驗(yàn)兢剛的控 制方法，京逶會(huì)子解決滾戥建立數(shù)學(xué)模型黲系統(tǒng)羧鍘閡憨，控臻l 性斃鹱顯鉸于囂 關(guān)控制和p i d 控制。本文采用自行設(shè)計(jì)的新型模糊控制方法。 隨著電子計(jì)箅機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)己經(jīng)越來(lái) 越多豹應(yīng)耀予控鍘領(lǐng)域，餐囂耱鋒對(duì)于實(shí)黲援割黲系統(tǒng)大部應(yīng)嗣于其專(zhuān)鼴懿搡終 系統(tǒng)，這懸因?yàn)閣 i n d o w s 系統(tǒng)有其闡有的缺陷，一般不能滿(mǎn)足高實(shí)時(shí)性的控制 工作，這就給實(shí)時(shí)控制的研究和工程應(yīng)用帶來(lái)了徽大的豳難和不便。閡此，如何 戈瑗論嵇突提袋一令努便瑟成熬鶼鞣究實(shí)驗(yàn)工具懣經(jīng)俸凝蠢其董丈麓意義秘徐 值，本文譙此方向作了大量的工作，取得了定的成績(jī)。 1 2 微波化學(xué)概述 微波程化學(xué)中的應(yīng)用開(kāi)辟了微波化學(xué)這一化學(xué)新領(lǐng)域。將微波加熱技術(shù)成用 戮純學(xué)反纛孛莓戳大大熱捷純學(xué)爰瘦豹速度，弱辯壺予“俸麓熱作用”使菠應(yīng) 物備部分受熱均勻，化學(xué)反應(yīng)的副產(chǎn)品減少，產(chǎn)率提裹。1 9 8 6 年微波野始翅于 加快各種化學(xué)反_ 陂的速度。在脊機(jī)臺(tái)成反應(yīng)巾，微波催化提高反廢速度非常顯蔣， 它穗能篌些在常態(tài)下難浚遙行靜反應(yīng)頹剩進(jìn)行。 微波越一個(gè)十分特殊的電磁波段，因此，可以用電磁波移電磁場(chǎng)理論處鬻與 微波有關(guān)的一些問(wèn)題，特別是微波在空間的傳播及其與物質(zhì)的相瓦作用落。但是， l 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章緒論 由于微波波長(zhǎng)與所用的元器件尺寸相近，常用于電子學(xué)中的印刷電路已不能使 用。在這里，能夠使用的是同軸電纜、空心金屬管波導(dǎo)、諧振腔、速調(diào)管和磁控 管等。由于微波的波長(zhǎng)很短，因此任何兩個(gè)裝置間的連接都可被看成為傳輸線(xiàn)， 而任何距離的傳輸都有必要考慮波的原理。 1 3 傳統(tǒng)控制與智能控制 隨著科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，控制理論雖然從經(jīng)典的控制發(fā)展到現(xiàn)代控制 理論，但對(duì)于復(fù)雜的、測(cè)量不確定的系統(tǒng)，基于精確模型的傳統(tǒng)控制理論受到了 很大的限制。與此同時(shí)，生物技術(shù)取得了突飛猛進(jìn)豹發(fā)展，在此基礎(chǔ)上人們對(duì)于 自身特別是自身的思維活動(dòng)也有了二定的了解。 智能控制是一個(gè)新興的科學(xué)領(lǐng)域，它是控制理論發(fā)展的高級(jí)階段。它主要用 來(lái)解決那些用傳統(tǒng)方法難以解決的復(fù)雜系統(tǒng)的控制問(wèn)題。其中包括智能機(jī)器人系 統(tǒng)、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)( c i m s ) 、復(fù)雜的工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)管理系 統(tǒng)、交通運(yùn)輸系統(tǒng)、環(huán)保及能源系統(tǒng)等。 傳統(tǒng)的控制是基于模型的控制，包括控制對(duì)象和干擾的模型。對(duì)于傳統(tǒng)控制 通常認(rèn)為模型已知或者經(jīng)過(guò)辨識(shí)可以得到。而智能控制的對(duì)象通常存在嚴(yán)重的不 確定性，即一是模型未知或知之甚少，二是模型的結(jié)構(gòu)和參數(shù)可能在很大范圍內(nèi) 變化。無(wú)論哪種情況，傳統(tǒng)方法都難于對(duì)它們進(jìn)行控制，而這正是智能控制所要 研究的問(wèn)題。 在傳統(tǒng)控制理論中，線(xiàn)性系統(tǒng)理論比較成熟。對(duì)于具有高度非線(xiàn)性的控制對(duì) 象，雖然也有一些非線(xiàn)性的控制方法，但總的來(lái)說(shuō)，非線(xiàn)性控制理論還不成熟， 而且方法比較復(fù)雜。采用智能控制的方法往往可以較好的解決非線(xiàn)性系統(tǒng)的控制 問(wèn)題。 在傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)中，控制任務(wù)或者是要求輸出量為定值( 調(diào)節(jié)系統(tǒng)) ，或 者是要求輸出量跟隨期望的運(yùn)動(dòng)軌跡( 跟蹤系統(tǒng)) 。因此控制任務(wù)的要求比較單 一。對(duì)于智能控制系統(tǒng)，任務(wù)的要求往往比較復(fù)雜。 因此，智能控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與研究就顯得越來(lái)越重要，同時(shí)它也是今后控制 領(lǐng)域研究的主要方向。 - 2 末l b 大學(xué)磺士學(xué)拉論文第一章緒論 曼皇皇麓詈皇詈曼寰暑量舅詈篁置墨量葛皇q 1 li 皇! ! 皇燃鼉詈詈皇皇麓葛暑詈曼囊皇皇舅魯邕皇曼寡黑警鼉魯 1 4 模糊控制熬發(fā)展及應(yīng)黑概況 。 模糊控制侔為智鰓控制中鮑一個(gè)子系統(tǒng)，它的發(fā)展和應(yīng)用是提擻迅速蛇。 1 9 6 5 年扎德教授創(chuàng)立了模糊集合論，為描述和處理事物的模糊性和系統(tǒng)中的不 確定萑，虢及為模稼天靜模獺邏輯憨維功熊提供了強(qiáng)有力的工輿，并程蘧基礎(chǔ)上 把模糖集套論應(yīng)月銎l 控劃理論上，從露產(chǎn)生了模凝控制。 模糊控制是以模糊集合論、模糊語(yǔ)言交曩進(jìn)彳亍模糊撩理為基礎(chǔ)的一種計(jì)算機(jī) 靜數(shù)字控镅。它燕一種 # 線(xiàn)經(jīng)豹智熊控稍。模贛懿涮器舉緣傳統(tǒng)的控制器那樣有 耩確的數(shù)學(xué)模型，它用一耪騫然的語(yǔ)富來(lái)撼述，因戴更特合人們豹思維方式。當(dāng) 今模糊控制正日益發(fā)展，幾乎滲透到了所有領(lǐng)域，應(yīng)用于自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)、 工程技術(shù)等各個(gè)方面，并在每個(gè)領(lǐng)域都有成功酶蔽用范鍘。在工監(jiān)控錆8 方面，已 實(shí)瑗了冶眾窯模粳控剃、化王過(guò)程摸粳控鑲粒玻璃窯摟糨控制等；在家電撐娃， 已綴實(shí)現(xiàn)了模糊洗衣機(jī)、模糊空調(diào)等4 0 余種模糊家電產(chǎn)品。 3 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文第二章中試微波化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng) i 第二章中試微波催化化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng) 2 1 引言 微波是波長(zhǎng)從i m m 到i m ( 即頻率從3 0 0 m h z 到3 x 1 0 5 m h z ) 范圍的電磁波， 其波長(zhǎng)介于紅外線(xiàn)與超短波之間。微波加熱是一種全新的加熱技術(shù)。微波加熱技 術(shù)廣泛應(yīng)用于化學(xué)、燒結(jié)、干燥、冶煉等生產(chǎn)領(lǐng)域中，由此帶來(lái)的價(jià)值日益增加。 相對(duì)于傳統(tǒng)加熱方式，微波加熱主要優(yōu)點(diǎn)在于它能夠大大縮短加熱過(guò)程的時(shí)間， 節(jié)省能源，提高生產(chǎn)效率。 2 2 中試微波催化化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 本文設(shè)計(jì)了一套適用于化學(xué)反應(yīng)的中試規(guī)模微波化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)，不僅保證化 學(xué)反應(yīng)的速度，同時(shí)使加熱更加均勻。 間歇式化學(xué)反應(yīng)基本過(guò)程為：化學(xué)反應(yīng)試劑放在微波諧振腔內(nèi)，在微波的照 射催化下進(jìn)行反應(yīng)。傳感器測(cè)試的溫度信號(hào)由p c l 8 1 2 數(shù)據(jù)采集卡按一定的頻率 進(jìn)行采集，送入工控機(jī)進(jìn)行濾波處理。經(jīng)過(guò)本文設(shè)計(jì)的模糊控制軟件計(jì)算，輸出 控制電壓信號(hào)給電子交流調(diào)壓器，改變施加在磁控管上的電壓，調(diào)節(jié)微波系統(tǒng)的 實(shí)際加熱功率。通過(guò)分段線(xiàn)性擬合確定工控機(jī)的控制電壓與微波系統(tǒng)有效加熱功 率的對(duì)應(yīng)關(guān)系。 圖2 i 控制系統(tǒng)的硬件組成簡(jiǎn)圖 f i g2 i h a r d w a r ec o n s t i t u t ed i a g r a mo f c o n t r o ls y s t e m 主系統(tǒng)主要由微波功率源、磁控管輸出激勵(lì)頭、波導(dǎo)過(guò)渡段、三端環(huán)行器、 大功率負(fù)載、雙向定向耦合器、手動(dòng)三銷(xiāo)釘調(diào)配器、過(guò)渡波導(dǎo)元件、圓柱形微波 反應(yīng)器等九大部分組成，如圖2 2 所示。在諧振腔兩端有輸入輸出部分。工作時(shí) 先將反應(yīng)物料通過(guò)傳送管道送入諧振腔中，然后通過(guò)波導(dǎo)將微波導(dǎo)入諧振腔。在 諧振腕中的高頻交變電磁場(chǎng)作用下完成反應(yīng)物加熱和化學(xué)反應(yīng)。為了防止微波外 瀉傷及 體健康，在輸入輸出部分有微波漏能抑制系統(tǒng)。另外還有紅外線(xiàn)測(cè)溫系 4 末北大學(xué)碩士學(xué)弦論文纂二掌中姨微波純學(xué)夏基系統(tǒng) 皇皇曹攔量量鼉帶舞皇皇蔓篁攀i i 蔓燃量詈冀罡蔓糍皇皇篁舞冒曼詈鼉篁嘲皇鼉薯皇目奠暑黌躺暑一 一 1j 統(tǒng)、妻撿微波泄露控剃爨等，愛(ài)毒驥肄內(nèi)鄉(xiāng) 均涂蠢茨酸耱瘸童蟲(chóng)涂層，接風(fēng)系統(tǒng)將 電磁管與敬霧分離。 圖2 2 微波化學(xué)殷應(yīng)系統(tǒng)框圖 f i g 2 2t h es k e l e t o nd r a w i n go f m i c r o w a v e c h e m i s t r y r c t i o ns y s t e m 1 微波功率源：2 。磁控舞簸出激赫頭：3 波導(dǎo)避渡段；4 。三璞強(qiáng)行囂： 5 大功率負(fù)載：6 雙向定向耦含器：7 手動(dòng)蘭鋪釘調(diào)首己器： 8 過(guò)渡波導(dǎo)元傳；9 。強(qiáng)揀形微波反應(yīng)囂 2 2 1 微波功率源 微波功率源的作用在于將5 0 h z 躐6 0 h z 的交流電源功率轉(zhuǎn)變成微波功率。 一臺(tái)典型的微波功率源，由微波管及其供電電源、微波冠件和傳輸系統(tǒng)系統(tǒng)、保 護(hù)裝置冷幫裝置器茨亳磁予攏竣射頻手挽瓣捉麓綴菠。按蔟率熬疆、凌率宅平、 控制方式等不同要求，微波源謝多種多樣。從簡(jiǎn)單的5 0 0 w 家用微波爐的微波源， 直到5 0 l o o k w 的連續(xù)波微波源，供大型正業(yè)加工應(yīng)用。本系統(tǒng)對(duì)微波源功率 瓣蒸零要求是5 0 公廳黲拳2 0 分鎊戳內(nèi)遺度戇夠菝2 0 ( 2 秀至1 0 0 * c ，搬據(jù)這一條 件可以計(jì)算出水所吸收的熱量為 筏入1c a l ；4 + 2j q = c r o a t ；1 5 0 x ( i o o - 2 0 ) = 4 0 0 0k c a l w = 4 0 0 0 4 。2 = 1 6 8 0 0k j 5 - ( 2 1 ) q 2 ) 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文第二章中試微波化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng) 選用磁控管作為微波功率源，磁控管是一種特殊構(gòu)造的電子管。只有二個(gè)電 極：陰極與由多個(gè)諧振腔構(gòu)成的陽(yáng)極。在陽(yáng)極和陰極間加有直流電壓，平行于陰 極的軸向還加有恒定的磁場(chǎng)。利用電場(chǎng)和磁場(chǎng)同時(shí)作用于電子流而產(chǎn)生大功率微 波振蕩。磁控管的功率大、效率高，是一種較理想的大功率微波振蕩源，在雷達(dá) 技術(shù)和需要大功率的微波設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用。一般千瓦級(jí)磁控管的效率是 7 0 8 0 因此所需要磁控管的功率為 ，：旦：j 堅(jiān)煞：2 0 k w (23)07 t0 7 x 2 0 6 0 、7 考慮到傳輸過(guò)程中的損耗，選用磁控管c k - - - 6 0 9 ，功率為2 5 k w 。 2 2 2 磁控管輸出激勵(lì)頭 c k 6 0 9 磁控管的輸出激勵(lì)頭如圖2 3 所示。使用時(shí)將磁控管的輸出天線(xiàn)頭 插入激勵(lì)腔波導(dǎo)寬邊上的孔中，保證磁控管輸出天線(xiàn)頭上所附的金屬絲網(wǎng)墊圈與 激勵(lì)腔孔的翻邊凸緣均勻良好接觸，然后均勻緊固四個(gè)固定螺釘。在輸出插孔至 終端短路面之間附有單螺釘調(diào)配器，使用時(shí)微調(diào)以獲得最佳的傳輸功率。在對(duì)著 磁控管輸出天線(xiàn)陶瓷杯處的激勵(lì)腔寬壁焊有一個(gè)截止波導(dǎo)圓管，供干燥冷風(fēng)入 口，確保輸出天線(xiàn)的冷卻和不致泄漏微波輻射。 圖2 3 c k - 6 0 9 ( 2 5 k w 9 1 5 m h z ) 磁控管的輸出激勵(lì)器 f i g 2 3 t h e o u t p u tp r o m p t i n gi m p l e m e n to f c k - 6 0 9 m a n e t i s mc o n t r o lt u b e 2 2 3 微波傳輸系統(tǒng) 微波傳輸系統(tǒng)的主要作用是： ( 1 ) 按微波和傳輸系統(tǒng)的特點(diǎn)，在給定的某個(gè)微波頻段，使微波源在輸出 激勵(lì)腔中建章起一定波型和功率能向終端負(fù)載傳播。適應(yīng)工程應(yīng)用的需要，波導(dǎo) 6 東北大學(xué)磺士擎鋮論文第二章孛鼴擻藏織擎豆庶系統(tǒng) 邕i l l i t i 酋皇| 皇攀寰墨曼曼嘲摹量皇麓置量詈置量曼冀黑墨墨皇掌舞置_ 譬均終殘一定長(zhǎng)度匏波導(dǎo)段，波導(dǎo)羧兩蠛熬鐾符會(huì)標(biāo)準(zhǔn)豹波導(dǎo)法蘭蠡，毆君便實(shí) 現(xiàn)波導(dǎo)段和其他波導(dǎo)元件的平滑匹配連接。 ( 2 ) 能以最低的損耗和最小的反射將微波源功率佟輸至終端反巍腔和擻載。 ( 3 ) 圭終圣| l l 反應(yīng)秘受載輟撬的霹軀太范圈變恁瑟零l 起瓣愛(ài)射波，對(duì)微波源 工作穩(wěn)定性的影響應(yīng)減至最小( 良好隔離) 。 本文設(shè)計(jì)的微波傳輸系統(tǒng)如圖2 2 所示，該系統(tǒng)采用c k - - 6 0 9 磁控管和一 套褰穩(wěn)定量專(zhuān)簍蛾程控微波滾l ，共把磁控管籜輳爨激囂i 黢綴 孛2 移至囂撬麥乏磐， 利予任意架設(shè)系統(tǒng)和方便遙控。由磁控管輸出的連續(xù)可調(diào)的微波功率綴波導(dǎo)過(guò)渡 。 段3 ，將輸出激勵(lì)腔的截面尺寸平滑過(guò)渡到后面蔓波導(dǎo)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)波蜉截面，饋 到一只三端環(huán)形器戇4 豹入爨糍，其出口壤經(jīng)過(guò)一足雙囪耩會(huì)器6 移警動(dòng)三鎊釕 調(diào)配器7 ，再經(jīng)過(guò)過(guò)渡波導(dǎo)元件8 ，最后與終端反應(yīng)器9 相連。在三端環(huán)形器4 的第三端必須接大功率吸收負(fù)載5 ，在極端情況下，如聚終端緞路全殿射，則幾 乎竅接透入射功率豹愛(ài)射功攀進(jìn)入該璦枝受載5 。系統(tǒng)串懿取寵海耩會(huì)器6 懲來(lái) 直接從主系統(tǒng)耦臺(tái)入射和反射微波功率，分別經(jīng)檢波后送入微波功率源1 ，實(shí)時(shí) 以數(shù)字顯豕入射和反射功率的太小。通過(guò)調(diào)控手動(dòng)三銷(xiāo)釘調(diào)配器中銷(xiāo)釘?shù)奈荒?確縑終臻受載豹駐波系數(shù)在2 3 0 黥大范潮癱交韻對(duì)，燕系統(tǒng)菠射功率為最小。 1 三端環(huán)形器4 三端環(huán)形器是利用微波旋磁鐵氧體的非互易特性而制成的特殊微波元件，特 煮燕微波麓量瓢侄一端瑟避入環(huán)形器，它哭髓沿葦方向獲相鄰一端口輸出，愛(ài)方 向鴦很高的隔離度，如圖2 4 魘示。如果微波功率從l 端日進(jìn)入，它必?cái)姥匾深^ 所示的方向，傳輸至相鄰的與2 端口相接的終端負(fù)載。如果微波功率從2 端口進(jìn) 入，它也炎能單方向迸入第3 端西豹強(qiáng)收負(fù)載，與及方向l 端口有狠高的隔離度。 圖2 4三端環(huán)形囂的工作原理圖 f i g 2 4 t h ew o r k t h e o r yd r a w i n go f o r b i c u l a ri m p l e m e n t t7 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文第二章中試微波化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng) 本系統(tǒng)采用3 0 千瓦自然風(fēng)冷式h 面y 結(jié)環(huán)行器，其示意圖如圖2 5 所示。它 1 一 1 的三個(gè)分支互成1 2 0 。角，在y 結(jié)的中心處放置一鐵氧體柱，沿柱軸方向加靜磁 場(chǎng)h o 。在外加恒磁場(chǎng)和微波場(chǎng)的作用下鐵氧體出現(xiàn)不可逆性和非線(xiàn)性，理想情 況下，各端口的能量傳輸是按照一定方向順序“環(huán)行”的。能量從1 口輸入，2 i z l 有輸出，3 口無(wú)輸出：能量由2 口輸入，3 口有輸出，l 口無(wú)輸出，在3 口加 水負(fù)載以吸收反射的微波能。 圖2 5h 面y 結(jié)環(huán)行器 f i g 2 5 hs u r f a c ea n dyk n o to r b i c u l a ri m p l e m e m 2 雙向定向耦合器6 雙向定向耦合器是微波技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)重要元件。它主要用來(lái)從主傳輸系 統(tǒng)中把沿線(xiàn)傳輸?shù)娜肷洳芰?，或反射波能量，或兩者同時(shí)分出一部分來(lái)，供分 流、測(cè)量、監(jiān)控等應(yīng)用，其原理如圖2 6 所示： 圖2 6 定向耦合器功率耦合原理圖 f i g 2 6t h et h e o r yd r a w i n go f d i r e c t i o n a l c o u p l i n gi m p l e m e n t 從端口1 進(jìn)入的入射波功率p 1 除了經(jīng)主線(xiàn)從端口2 輸出而外，部分功率經(jīng) 端口3 作為入射波耦合功率p 3 輸出。而從端口2 進(jìn)入的反射功率p 2 則只能從端 - 8 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文第二章中試微波化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng) 皇量皇皇量曼鼉詈暑s 鼉蔓 t l lr 墨曼量曼阜詈寡曼鼉曩置蔓皇魯舅曼曼皇舅鼉皇皇皇量皇曼詈鼉鼉量曼皇毫曼罾 h 口4 作為反射波耦合功率p 4 輸出。在端口3 和4 各接一個(gè)功率計(jì)，用于測(cè)量入 射功率和反射功率，監(jiān)測(cè)微波的傳輸情況。如果測(cè)量的反射功率過(guò)大，說(shuō)明微波 發(fā)射的功率大部分沒(méi)有被反應(yīng)物吸收，應(yīng)立即暫停反應(yīng)的進(jìn)行，檢查整個(gè)系統(tǒng)。 3 手動(dòng)三銷(xiāo)釘調(diào)配器7 三銷(xiāo)釘調(diào)配器是根據(jù)經(jīng)典的四分之一波長(zhǎng)阻抗變換器的原理設(shè)計(jì)的三段可 變短路銷(xiāo)釘，其調(diào)配原理圖如圖2 7 所示。 p z 圖2 7 三銷(xiāo)釘調(diào)配器的調(diào)配原理圖 f i g 2 7t h em a n i p u l a t e dt h e o r yd r a w i n go f t h r e ep i n sm a n i p u l a t o r 在矩形波導(dǎo)寬面中心伸入一個(gè)與電場(chǎng)平行的、較粗的螺釘，其作用相當(dāng)于并 聯(lián)電納。螺釘一方面集中電場(chǎng)，具用容性電納的性質(zhì)，另一方面，波導(dǎo)寬面的縱 向電流流進(jìn)螺釘，產(chǎn)生磁場(chǎng)，又有感性電納的作用。當(dāng)螺釘插入波導(dǎo)較少時(shí)，其 電感量很小，電容量較大，它相當(dāng)于電容。當(dāng)螺釘插入波導(dǎo)的深度約為 4 時(shí)， 容性和感性相等，呈現(xiàn)串聯(lián)諧振。當(dāng)螺釘插入波導(dǎo)的深度大于 4 時(shí)，相當(dāng)于電 感。小于 4 時(shí)相當(dāng)于電容。螺釘?shù)牡刃щ娂{除與螺釘?shù)闹睆胶蜕钊氩▽?dǎo)的深度 有關(guān)外，還與螺釘?shù)奈恢糜嘘P(guān)。螺釘離寬邊中心越遠(yuǎn)，電場(chǎng)越弱，電納越小。通 過(guò)調(diào)節(jié)相距四分之一波長(zhǎng)的三個(gè)銷(xiāo)釘?shù)奈恢?，保證終端負(fù)載的駐波系數(shù)大范圍變 動(dòng)時(shí)，主系統(tǒng)的反射功率達(dá)到最小。反射功率可通過(guò)雙向定向耦臺(tái)器端口4 的反 射波功率計(jì)測(cè)得。 4 過(guò)渡波導(dǎo)元件3 和8 由于磁控管輸出激勵(lì)器和三端環(huán)行器的截面尺寸不同，所以在兩者之間要加 一段大小截面過(guò)渡波導(dǎo)。波導(dǎo)長(zhǎng)度根據(jù)具體的安裝條件自行調(diào)節(jié)，一般選為二分 之一波長(zhǎng)。 9 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文第二章中試微波化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng) 2 2 4 圓柱形諧振腔 一 微波諧振腔是整個(gè)中試微波化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)的最核心部分。它是一套裝置或終 端互作用系統(tǒng)，它將由微波功率源經(jīng)微波傳輸系統(tǒng)傳輸而來(lái)的微波功率，以最佳 的匹配或最小的反射耦合至該裝置，并在其中形成特定的電場(chǎng)分布，使之能與被 加工物質(zhì)產(chǎn)生最佳的互作用效果，包括最佳的互作用效率和互作用均勻性。 圖2 8 所示是本文設(shè)計(jì)的實(shí)用圓柱諧振腔的示意圖，設(shè)置蒸汽層是為了方便 用戶(hù)在必要的時(shí)候采用蒸汽加熱。 ? 圖2 8 圓柱形諧振腔的外觀示意圖 f i g2 8t h e o u t s i d e d r a w i n g o f c o l u m n e dr e a c t o r ， 1 錨型攪拌器2 進(jìn)料口或微波輸入口3 蒸汽層4 保溫層5 泄料口6 觀測(cè)窗口 微波加熟主要選擇9 1 5 m h z 或2 4 5 0 m h z 兩個(gè)頻率，它們分別對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)為 3 2 7 9 c m 和1 2 2 4 c m 。具體根據(jù)。、穿透深度、材料尺寸等綜合考慮。一般厚 而大的材料，要求穿透深些，多選用9 1 5 m h z ，小而薄的多采用2 4 5 0 m h z 。 根據(jù)本系統(tǒng)的實(shí)際情況，加熱頻率選用9 1 5 m h z ，選用多模圓柱形諧振腔， 增大腔內(nèi)的均溫區(qū)的范圍。圓柱形諧振腔內(nèi)存在1 b i p 型和m 帥型振蕩模式( n ，i ，p 分別表示圓柱坐標(biāo)妒向的全波數(shù)和r , z 向的半波數(shù)) ，根據(jù)麥克斯韋方程和邊界條 1 0 末她尢學(xué)磁士學(xué)織論文 。第二擘中試眭波化學(xué)反感系娩 曩皇寰掌量鼉舞墨墨墨鼉崮篇置l 鼉r(jià) lm | i 。| i 皇鼉蔓鼉葛 傳，可群嫩兩章巾模式蛇場(chǎng)分?jǐn)z。對(duì)t m n i p 模? ：， ，b = 一華蘭如以仁，) c o s 療妒8 i f l ( 華力 lf 掰8， 。 l島= 華仁) 2 曼屆。五蘆，) s 逾刪m 浮2 ) il 拍“，群f j盛= 凰五掣，) c o s 以妒c o s ( 華z ) 口o f 赫叫w 蓐o ( 旦) 2 苧酗蘆r ) s i n 行s 洋= ) l 晰7 。al l 恥- j w 6 ：0 0 舶j t - 瓣i ，) c 0 朗刪竽。) k 臻= o q 。 其中p , n = 0 1 2 i = l ，2 ，j ， l e # i 模 其審 蠡= e , j ( 瑚- - - ， 8 i n 殍妒s 撼。孚力 療1 島；三詈及，( 詈，) c o s 雄妒蜘咩= ) b = 0 彤叫盟w u o l 二n 塑a 蜀, ，芒a 悃m c o s 咩力 脅= 歹芝她e ，) s i n 矗p c o w us 咩= ) d囂i 赫= 蠢爭(zhēng)2 ! e l 磊 , 射微波反射而成為微波 傳輸途徑上的不連續(xù)點(diǎn)，其反射強(qiáng)度視模片或銷(xiāo)釘?shù)亩嗌俣?。從衰減的角度來(lái) 看，若反射越強(qiáng)，就等于使微波傳輸途徑下游的微波功率強(qiáng)度減弱。因此，該結(jié) 東北太攀碩士學(xué)位論文第二章專(zhuān)試微波化學(xué)發(fā)藍(lán)系統(tǒng) 構(gòu)也霹扇在囂要衰減微波能量馳場(chǎng)合。 、= - 。 多排梳狀抑制片由形如梳子狀的金屬片所組成，抑制片組成梳片群，上下對(duì) 置，孛闊稻溉一定靜距離。多翥梳捩鄹鑭片熊形成典有電阻抗為無(wú)窮犬豹特徑， 極大的衰減微波戇最：當(dāng)微波傳輸至4 梳狀冀艨在處會(huì)褥到發(fā)射，瓣此，遮綴上下 對(duì)置的梳狀片對(duì)微波有如高墻一樣將其反射回去，而不會(huì)因留有物料出入通道麗 步 灌。多排綴合結(jié)構(gòu)，能加強(qiáng)反射微波的能力。 3 。吸收微波奉| 料 在抑制器外側(cè)端，加漩涂有能強(qiáng)烈吸收微波的材料，吸收可能從梳狀抑制片 處漏過(guò)的微波，最終使微波在物料進(jìn)出口處酌泄漏蠢達(dá)到安全要求。本文選用石 器。 一 2 。3 2 四分之一波導(dǎo)扼流槽 由于本文采用的諧振腔是由上下兩個(gè)部分組成的，在接合部分有縫隙，所以 必須采用四分之一波導(dǎo)扼流稽來(lái)篩稍微波澄潲。本文設(shè)計(jì)的該結(jié)構(gòu)翻用波導(dǎo)終端 轅入隧攘在l 為四分之一波導(dǎo)波長(zhǎng)的奇數(shù)倍處嶷為光窮大約特縫，巧繞宓巽熱強(qiáng)棱 腔接含處制作一組波導(dǎo)扼流槽對(duì)波導(dǎo)中的微波進(jìn)行衰減。其衰減量可達(dá)到2 0 d b ， 有效衰減頻帶寬度為1 m h z 。 具體絡(luò) 奄翔銎2 1 l 所器。該波導(dǎo)攘漉攫霉譬環(huán)繞慰灌闋熬入瑟蠲整，冀特薤燕 0 字形結(jié)構(gòu)，由預(yù)沖裁打孔薄板折彎而成，注意扼流槽和沖裁孔檄要整體制作， 這樣就沒(méi)有接頭密封問(wèn)題。其中商水平的闖壁，一側(cè)是扼流槽的敞開(kāi)入口，另一 穗專(zhuān)一壁穩(wěn)逡形殘娥鼴壁攘殘7 ) 。緊貼數(shù)舞輸入秘瓣波導(dǎo)撞簸騫一蘺熬，蠢 它引導(dǎo)從反應(yīng)腔經(jīng)過(guò)敞開(kāi)入口至反應(yīng)腔外部空間。同時(shí)它也是一個(gè)短路黢。扼濺 橢壁有兩部分，隔扳6 構(gòu)成水平內(nèi)間壁匈槽底7 相連，槽底形成間隙的出口部分。 癌走藏鬻4 經(jīng)囂濠攢口s 幫溪援6 鬢穩(wěn)流攘褒7 懿傳翰路徑( 圖2 。1 1 孛虛線(xiàn)掰 樂(lè)的路徑) 為二分之一波長(zhǎng)的長(zhǎng)度。 另外，設(shè)計(jì)沿著環(huán)繞方向扼流槽壁上有規(guī)律的大爨分布潛狹稽縫。這些槽縫 鏈更滋一步戇簿 氐徽波淫游。焉器鍪翔農(nóng)玻璃( 糖績(jī)裁) ，褥熱適囂豹蕺硅酸鈉 ( 固化荊) ，聾勻后涂抹于扼流攢芹反成腔出翻四壁，一定馳厚度戳吸收微波。 1 6 東北大學(xué)碩士學(xué)臻論文第二章中沒(méi)擻波他擎反癬券蟪 圖2 i 1 西勢(shì)之一波導(dǎo)筑流槽靜結(jié)構(gòu) f i g 2 1 1t h ec o n s t r u c t i o n d r a w i n g o f w a v e - g u i d e g r o o v e l 一圓牲上半腕接合壁2 一圓柱下半腔接壁3 一加熱圓柱腋壁 4 一肉聞驤5 一據(jù)流稽韶6 隔稅7 一扼流稽底 1 7 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文第三章溫度模糊控制研究 舅置嘲i 芭置舅墨篁嘲葛高置量量置皇詈詈量皇詈詈鼉置鼉奠皇量孽詈 ， 一 第三章溫度模糊控制研究 3 1 引言 中試微波化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)中的溫控采用模糊控制。模糊控制主要研究那些在現(xiàn) 實(shí)生活中廣泛存在的、定性的、模糊的、非精確的信息系統(tǒng)的控制問(wèn)題。它主要 是模仿人的控制經(jīng)驗(yàn)而不是依賴(lài)控制對(duì)象的模型。模糊控制器實(shí)現(xiàn)了人類(lèi)的某些 智能，它是智能控制的一個(gè)重要分支。 3 2 模糊控制系統(tǒng)的組成 模糊控制系統(tǒng)的組成有常規(guī)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，如圖3 1 所示。由 圖可知，模糊控制系統(tǒng)通常由模糊控制器、輸入輸出接口、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、被控對(duì) 象和測(cè)量裝置等五個(gè)部分組成。 圖3 1 模糊控制系統(tǒng)組成圖 f i g 3 1t h e 、c o n s t i t u t e d i a g r a mo f f u z z yc o n t r o ls y s t e m 3 3 模糊控制器 由圖3 1 可知，模糊控制系統(tǒng)與常規(guī)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的主要區(qū)別是采用了模 糊控制器。模糊控制器( f c - - f u z z yc o n t r o l l e r ) 是模糊控制系統(tǒng)的核心，一個(gè)模 糊控制系統(tǒng)的性能優(yōu)劣，主要取決于模糊控制器的結(jié)構(gòu)，所采用的模糊規(guī)則、合 成推理算法，以及模糊決策的方法等因素。 模糊控制器的組成如圖3 2 所示。它包括有：輸入量模糊化接口、數(shù)據(jù)庫(kù)、 規(guī)則庫(kù)、推理機(jī)和輸出解模糊接口五個(gè)部分。 1 模糊化接口 模糊控制器的輸入必須通過(guò)模糊化才能用于模糊控制輸出的求解，因此它實(shí) 際上是模糊控制器的輸入接口。它的主要作用是將真實(shí)的確定量輸入轉(zhuǎn)化成一個(gè) 模糊矢量。 1 8 表熙大學(xué)碩士學(xué)位論文j l 三章溫度橫搬拄專(zhuān)研究 。，一。，。 ! h 螻。一。j 圈3 2 橫糊控制器的組成 “ f i g 3 2 + t h e c o n s t i t u t ed i a g r a m o f f u z z yc o n t r o li m p l e m e n t 2 數(shù)基艨 數(shù)據(jù)庫(kù)所存放的是所有輸入、輸出變量的全部模糊予集的隸屬度矢量值( 即 經(jīng)過(guò)論域等級(jí)的離散化以后對(duì)應(yīng)值的集合) ，若論域?yàn)檫B續(xù)值。則為隸屬度醋數(shù)。 在筑粼推蘧戇模凝關(guān)系方程求解過(guò)稷中，憊推理梳提供數(shù)據(jù)。 3 。規(guī)則麾 模糊控制器的規(guī)則是基予專(zhuān)家知識(shí)或手動(dòng)操作熟練人員長(zhǎng)期積累的經(jīng)驗(yàn)，它 是按入的贏覺(jué)稚疆靜一種語(yǔ)言襲達(dá)形式。模糊規(guī)掰通常由一系猁的關(guān)系詞連按而 成，如i f - - t h e n 、e l s e 、a l s o 、e n d 、o r 等。關(guān)系謠縫過(guò)“懿譯”，將模攢艇裂數(shù)蓬 化，它指出模糊輸入與模糊輸出的規(guī)則對(duì)應(yīng)關(guān)系。 規(guī)則庫(kù)和數(shù)據(jù)庫(kù)這兩部分組成模糊控制器的知識(shí)庫(kù)。 4 推理與解模糕揍西 推理懸模糊控制器中j 根攝輸入模糊量，由模糊控制規(guī)則競(jìng)成模糊推理來(lái)求 解模糊關(guān)系方程，并獲得模糊控制量的功能部分。但是模糊推理獲得的結(jié)果仍為 一個(gè)模耬失萋，不能直接尾親俸雋控銅蠢，還要終一次轉(zhuǎn)換，淤求褥潘衢靜控翩 量輸出，這個(gè)過(guò)稷為解模糊。邋常把推理和輸出端具有轉(zhuǎn)換作用的功能部分稱(chēng)必 解模糊接明。 綜上掰述，模襁控潮器實(shí)際上是依靠計(jì)簿秘l 來(lái)構(gòu)成的，它盼絕大部分功能是 由計(jì)冀楓穰序來(lái)寵戲鮑。 3 。4 微波催化化學(xué)反應(yīng)的智能模糊控制器設(shè)計(jì)， 把溫度偏差e 和溫度偏差變化率e 作為模糊控制器的輸入，功率增量”作 為模糊控制器的輸出，構(gòu)成單變量增爨型二維模糊控制囂。 r 9 東北失嚳碩士學(xué)位論文 第量幸溫度模糊控素4 研究 一 設(shè)毒、a e 和t l 的模糊語(yǔ)富變量分別為e 、e c 和u ，其模糊化分舅4 選取如 下辭集： e - - n b ，n m ，n s ，z e ，p s ，p m ，p b e c = n b ，n m ，n s ，z e ；p s ，p m ，p b u 3 n b ，n m ，n s ，z e ，p s ，p m ，p b 其中，p p o s i t i v e ，n - n e g a t i v e ，z z e r o ， b b 王g ， 磁艟d 彤m ，s s m a l l ，若囂、e c 秘u 取1 3 個(gè)鐮級(jí)，即 e _ 一6 ，一5 ，- 4 ，3 ，- 2 ，一l 0 ，十1 ，+ 2 ，+ 3 ，+ 4 ，+ 5 ，+ 6 e c = ，6 ，s ，4 ，- 3 ，2 ，一l ，0 ，+ 1 ，十2 ，十3 ，+ 4 ，+ 5 ，+ 6 ) t 凈 6 ，5 ，罐f 。3 ，2 ，一l ，0 ，+ l ，+ 2 ，+ 3 ，鶘，”，+ 考慮對(duì)論域的糕蓋程度和靈敏度、穩(wěn)定性、魯棒性原則，各模糊子集以三角 形為隸屬度函數(shù)曲線(xiàn)，其相應(yīng)靜隸屬度函數(shù)如表3 1 、3 2 、3 _ 3 所示。 懟予漫發(fā)控豢瓣蒙來(lái)說(shuō)，攝攥專(zhuān)家緞識(shí)弱操作人員經(jīng)驗(yàn)積累，控鍵特性豹掩 制規(guī)則表如襲3 4 所示，此處共肖4 9 祭規(guī)則。此處采用加權(quán)平均法進(jìn)行解模糊， 則按上述推聯(lián)規(guī)則w 得模糊查詢(xún)表如襲3 5 所示。 表3 1 摸糍交囊e 靜索瓣覆壤 t a b l e 3 1 m e m b e r s h i p v a l u e so f f u z z yv a r i a b l ee 6* 54- 3210123456 p booo ，oooo0ooo 2o 6l p moo00 二ooooo 2o 6lo 6o 。2 p s00ooooo0 51o 6o 200 z oooooo0 5lo 5oo0oo n sooo 。20 6l0 ，5ooooooo n mo 2o 610 60 2o0000o00 n blo 。60 ，2e000垂0ooo0 - 2 0 東北太擎碩士學(xué)位論文第三章溫度模糊控制研究 裝3 2 模糨變爨a e 蛇隸屬度壤 t a b l e3 2 m e m b e r s h i p v a l u e so f f u z z y v a r i a b l ea e 6- 5 d - 3210l23456 掩0000o晷00000 5l p m00 0000o0o0 4lo 5o p s o 0o0o000 4l0 4ooo z 08o o0e0 童l8 毒oo0o0 n s000 0 4l0 40o0oo0o n moo 5lo 4 ooooooooo n bl0 ，5eoeo0oooooo 表3 3 模糊變量u 的隸屬度值 t a b l e3 3m e m b e r s h i pv a l u e so f f u z z yv a r i a b l ea u 石5堪o 2一l8 l23456 p b000oo00o0000 51 p mo0ooo0oooo 4lo 5o p soo0ooooo - 4lo 毒oo0 z o000000 4l0 400oo0 n soooo 4lo 40oooo0o n moo 5l 0 , 4 ooooooooo n bl0 5oo0o00o ooo0 表3 4 控裁撬劉表 t a b l e3 4f u z z yc o n t r o lr u l e s e p bp mp sz on sn mn b e e p bp m p sn s p mz o p sp m措 z 0 p bz on b n s n s n m n m z o p sn s辯m n b - ：2 t 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文g - 章溫度模糊控制研究 表3 5 模糊查詢(xún)表 t a b l e 3 5v a l u e so f f u z z yc o n t r o lv a r i a b l e e