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1引言
在化工、水泥、糧食、飼料等行業(yè)的生產(chǎn)過程中，都需要對產(chǎn)品進行定量包裝。在定量稱量控制的過程中，由于外界的干擾和機械慣性帶來的誤差，例如物料流體流動性能及料流量的不穩(wěn)定性，輸送粉狀物料的不穩(wěn)定性，導致實際給料與期望給料產(chǎn)生偏差，而這種干擾是隨機的，沒有確切的數(shù)學模型來控制，再加上操作者經(jīng)驗不易精確描述，控制過程中各種信號量及評價指標不容易定量表示，模糊控制可以很好的滿足這些要求，它將人工操作經(jīng)驗總結(jié)為模糊語言邏輯，存儲到控制系統(tǒng)里，讓控制系統(tǒng)自動模仿人的特征控制給料，達到了智能控制的效果.更好的控制了輸送精度，從而提高定量稱量的精度。
2給料系統(tǒng)數(shù)學模型
2.1被控對象數(shù)學模型
此包裝機用的是蛟龍電機給料，通過變頻器控制給料速度.蛟龍電機的運動方程為：    
電機電磁轉(zhuǎn)矩M為：M=Km(K(f-n)⑵將式⑵代入式⑴得到公式：
式中M為電機電磁轉(zhuǎn)矩，M,為電機軸上的負載矩，J為電機軸上的飛輪轉(zhuǎn)動慣量，Km為與磁通量，轉(zhuǎn)子電流有關(guān)的常數(shù)。K,為與磁極對數(shù)P有關(guān)的常數(shù)，f為電網(wǎng)頻率，n是電機轉(zhuǎn)速。對(3)式進行拉氏變換得到下面的的傳遞函數(shù)：g2(S}=~"K—⑷
2JS+K,
2.2控制器數(shù)學模型
該系統(tǒng)采用的是變頻器控制，采用變頻器輸入是離散的量a(t)={0,l,2,3,},輸入是與剩余的打料量q有關(guān)的，其函數(shù)關(guān)系如圖(1).

開始給料時刻為起始時刻(t=0),偏差q為設定值,本系統(tǒng)分為四級速度給料，分別為大，中，小，停止給料，根據(jù)設定值與實際重量的偏差q來控制給料的速度。物料重量W與物料流量Q滿足下面的關(guān)系：    W(S)=Q(S)/S(4)
綜上所述給料系統(tǒng)的原理框圖可表示為：圖2系統(tǒng)原理框圖U為變頻器的輸出量，大小表示給料的快慢，這里分大，中，小和不給料四種情況，W是輸出的值。
3系統(tǒng)設計
模糊控制器輸入量的個數(shù)稱為模糊控制器的維數(shù)，二維模糊控制器的輸入量是偏差E和偏差變化E”以控制量的變化值U作為輸出量，易于計算機實現(xiàn)。其設計步驟為：①首先確定模糊控制器的輸入與輸出語言變量，語言值、隸屬度函數(shù)，②設計模糊控制器的控制規(guī)則，③確定模糊化、去模糊化的方法，④選擇論域、確定模糊控制器的參數(shù)，即確定量化因子和比例因子。本文采用増量式算法設計的控制系統(tǒng)方框圖見圖3,圖3中，虹為偏差E的宣化因子，k：為偏差變化率的量化因子，虹為控制器輸出量U的反模糊化系數(shù)

圖3控制系統(tǒng)方框圖

3.1設計隸屬函數(shù)表
本系統(tǒng)設計運用的隸屬函數(shù)為三角型隸屬函數(shù)。用E和唉分別代表偏差和偏差變化率，a模糊化后的模糊量，由于蛟龍電機給料是単向逼近控制，這里只考慮誤差E為正值，當E<0時，定義E=0。所以E和氐、的模糊集均取為億0,PS,PM.PL］,U模糊集取為［NM,NS,Z0,PS,PM.PL］意義為NM負中，負小，零(Z0)、正小(PS)、正中(PM)、正大(PL).E的模糊論域為［0,3LE,的模糊論域為［0,3    U的模糊論域為|0,5］。
3.2控制規(guī)則表。
本設計采用面枳二分法來設計模糊控制系統(tǒng)，根據(jù)人工手動控制策略，經(jīng)過總結(jié)可以得出誤差及誤差變化率和輸出控制畳的控制規(guī)則表，模糊控制規(guī)則見表2。

控制過程可以如下描述：電機啟動后開始給料，同時稱重系統(tǒng)開始計量進料值，同時可以算出在不同的給料速度，給料速度是通過變頻器控制，其輸岀是離散量。所以在一定的時間進料速度V是常量，由于存在外界干擾，還有在不同的天氣粉末狀料的濕度不一樣等等因素，誤差E及誤差變化率E。存在一些偏差，所以可以參考表2的控制規(guī)則控制輸出U,從而有效的濾除外界千擾.
4仿真結(jié)果分析
對建立好的模糊控制定量稱重系統(tǒng)用MATLAB進行建模仿真，被控對象的參考模型設為系統(tǒng)參數(shù)設置如下：蛆=10,IOj+1

根據(jù)仿真結(jié)果我們可以看出，系統(tǒng)比較穩(wěn)定，很好的抑制了外界對系統(tǒng)的干擾以及物料輸送的不穩(wěn)定性。我們還通過了現(xiàn)場測試，得出該系統(tǒng)很好達到了稱直精度。
5結(jié)語
通過本文模糊控制算法在定量稱重系統(tǒng)的運用，根據(jù)仿真以及現(xiàn)場測試的結(jié)果分析可以看出，該方法有更大的效果，比較適合這種粉狀物的定量稱量。它很好的解決了定畳稱量中遇到的包括外界干擾以及很多不確定性問題。

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