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1概述
配料秤是鋼鐵廠燒結車間用于多種礦石精確配比的實時配料控制系統(tǒng)的子系統(tǒng)。它將來自稱重傳感器的壓力信號和測速傳感器的速度信號經(jīng)解算后，得到物料的瞬時流量及其偏差值，并經(jīng)過模糊控制輸出控制信號給交流電機變頻調速器，從而改變皮帶速度及瞬時流量，實現(xiàn)精確配料的功能。
由于控制對象具有非線性、時滯性等特點，采用傳統(tǒng)的PID控制無法滿足系統(tǒng)要求，所以我們采用模糊控制與P1D相結合的設計思想。全部工作過程智能化，不用人工在線整定參數(shù)，只要代可調范圍內均可實現(xiàn)最少節(jié)拍、無波紋控制。圖1為配料秤系統(tǒng)框圖。

2智能控制系統(tǒng)
在系統(tǒng)中模糊控制與PID控制相互配合協(xié)調工作。當系統(tǒng)出現(xiàn)大偏差時、采用模糊凌制，因為模糊控制特別適用于非線性、大干擾的情況；當系統(tǒng)的偏差較小時，采用傳統(tǒng)的PID控制，因為PID控制的穩(wěn)態(tài)精度較高，能夠獲得較滿意的系統(tǒng)精度。在本系統(tǒng)中讓模糊控制起到自適應PID控制器參數(shù)的自校正作用,模糊控制的輸出就是P1D的參數(shù)。
在系統(tǒng)軟件中，設計了變頻調速器的智能控制器，采用專家智能系統(tǒng)結構：智能控制器包括知識庫和推理機。
系統(tǒng)中知識庫包括采樣策略、模糊控制決策、PID參數(shù)整定決策,、推理機包括智能釆樣推理和模糊推理。智能控制器原理如圖2所示。

智能控制器工作過程包括采樣和控制兩個環(huán)節(jié)。在采樣過程，引入了智能采樣環(huán)節(jié)1SU,控制環(huán)節(jié)采用了模糊控制器。ISU的釆樣周期根據(jù)皮帶速度動態(tài)自動調整，以免頻繁采樣調節(jié)引起振蕩。在控制過程中，智能釆樣環(huán)節(jié)ISU實時辯識時滯系統(tǒng)中的有用信息,向模糊控制器傳送標志；模糊控制器根據(jù)智能采樣環(huán)節(jié)ISU送來的標志，用模糊決策進行模糊推理、模式匹配及參數(shù)自整定，從而實現(xiàn)自動控制。
下面分別介紹智能采樣環(huán)節(jié)ISU和模糊控制器的原理與設計。
3智能采樣環(huán)節(jié)
由于一般被控對象均具有時滯性，若調節(jié)不當，會引起震蕩從而導致嚴重的機械磨損。為此，弓I入了智能采樣環(huán)節(jié)ISU。通過智能釆樣環(huán)節(jié)對時滯系統(tǒng)狀態(tài)的正確判斷，以尋求最佳調節(jié)方案。ISU能實時識別輸入信號中的有用信息。當識別時滯系統(tǒng)需要調節(jié)時，向模糊控制器發(fā)送調節(jié)標志；若識別系統(tǒng)正處在調節(jié)之中或在精度范圍內，則向模糊控制器傳送不調節(jié)標志。智能采樣環(huán)節(jié)ISU原理框圖見圖3°把智能采樣環(huán)節(jié)ISU按框圖輸入計算機,此時，計算機就具備了智能采樣的知識。

注：圖中△為容忍偏差之絕對值，取設定值的1%。
規(guī)則：
1.無偏差，不調節(jié).
2.偏差增大或偏差無變化且偏差大于允許偏差時，需調節(jié).
3.偏差變小或偏差無變化且偏差小于允許偏差時，不調節(jié).

4模糊控制器
所謂模糊控制就是語句控制。常用以下幾種形式：ifAthenB;ifAthenBelse;ifAandBthenCo模糊控制器是人們把長期工作經(jīng)驗總結成若干條規(guī)則（模糊決策），把這些規(guī)則輸入計算機，計算機就模仿人的思維，根據(jù)模糊決策處理問題。文中模糊控制器的任務是：模式匹配、參數(shù)整定，從而實現(xiàn)自動控制。圖4為系統(tǒng)模糊控制決策框圖。
交流電機變頻調速器控制規(guī)則：
1.大偏差(IE(k)|>=10%),用P調節(jié)可以使系統(tǒng)響應快；
2.小偏差(△=<|E(k)|<10%),用增量I調節(jié)，以便消除靜差，提高控制精度；
3.可容忍偏差(IE(k)|<△),不調節(jié)，以免頻繁調節(jié)引起振蕩現(xiàn)象，造成機械磨損；

4.限幅調節(jié), 以免超調, 造成振蕩

綜上所述，計算機內存儲了智能釆樣環(huán)節(jié)ISU的采樣策略、模糊控制決策、參數(shù)整定決策。計算機工作時，智能釆樣環(huán)節(jié)ISU把實時辨識的釆樣信號傳給模糊控制器，模糊控制器則用模糊決策進行模糊推理，對釆樣結果進行模式識別，再進行參數(shù)自整定，從而達到自動控制的目的。
本系統(tǒng)硬件采用8098單片機，軟件程序用MCS-96匯編語言編寫，采用結構化程序設計方法及抗干擾措施，使系統(tǒng)的可靠性和抗干擾能力大為增強。該系統(tǒng)各項指標較傳統(tǒng)PID控制明顯改善，配料精度優(yōu)于1%FS,超調量小于5%,系統(tǒng)調節(jié)時間小于15S。在某鋼廠燒結車間實際使用中效果良好。

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