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基于AVR单片机的浮选机模糊控制器的研究

更新时间：2020-02-11 09:20:31 大小：940K 上传用户：songhuahua查看TA发布的资源 标签：avr单片机 下载积分：1分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

本文通过模糊控制理论与PID控制方法相结合的办法，设计出浮选机模糊控制器，该方法有效改善了模糊控制器的动、静态性能，并有效提高了单纯使用模糊控制和传统 PID控制的性能。由于浮选机控制过程较为复杂，若采用多维模糊控制规则会使系统计算量非常庞大，难以有效完成，所以，在设计模糊控制器时，本文采用了分层理论，将模糊控制器的结构分解为两层，即将浮选机充气量作为浮选机控制的过程状态，在不同的充气量状态下，根据被调整的浮选机矿浆液位变化偏差 e及偏差变化率 ec制定出模糊控制规则，从而大大提高了开发效率，减少了计算量。

  通过采用ATMEL公司开发的ATmega16单片机来设计开发浮选机模糊控制器。ATmega16是比较典型的AVR系列单片机，它具备了AVR单片机的主要优点和功能，本文所设计的浮选机模糊控制器硬件结构主要包括：电源电路，显示器，键盘，液位传感器，流量传感器及I2C串行总线接口等，该模糊控制器将通过所设计的各功能板块的有机结合来实现各项控制目标。本文还设计了抗干扰措施，提高了模糊控制器的抗干扰能力。

  软件设计部分主要采取模块化的设计方式，主要包括：主程序、键盘管理子程序、数据显示子程序、信号输入采样及滤波子程序、数据读写子程序、控制输出子程序等部分。通过这些程序模块的有效、准确执行，达到了有效控制浮选机各项主要参数的目的。

  通过使用MathWorks公司出品的MATLAB软件，对所设计的模糊控制器进行了控制仿真。结果表明，通过结合传统 PID控制算法及模糊控制算法，大大地减少了超调量等不利因素影响，取得了良好的控制效果，其超调量几乎为零。该模糊控制器大大缩短了系统达到平衡的时间，消除了部分程度的超调与上升时间之间的矛盾。同时，可通过调整控制规则及隶属函数值，将能适应不同流程的浮选机的控制。

  本文还对模糊控制器进行仿真研究，仿真结果表明：模糊控制器能很好地适应浮选机的多因素变化，具有响应速度快、控制精度高、超调量小、鲁棒性好等特点。

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