双模预测和模糊控制在高速冷冻离心机中的应用
1 双模控制系统/结构与工作原理双模控制系统结构框，它由预测器、开关控制器、模糊控制器以及控制对象组成的直接数字反馈控制系统 。工作原理：当控制开始时，系统偏差e=s—y较大，当偏差的值i ei大于双模控制的转换边界(era)时，系统的控制量取正的zui大输出(+um)或负的zui大输出(一um)，实行非线性开关控制；当偏差逐渐减少，1 el小于预定的转换边界值(em)时。便进行程序切换，实行预测模糊控制。这样既能加快过渡过程，又能保证系统超调小，甚至无超调。从而取得良好的调节品质。
2 预测器控制算法
传统的预测部分都是利用zuizbz．乘法进行递推而获得的在线预报模型，但是这种方法的计算量太大，影响系统的快速性。对比较简易的系统来说，利用一种简易新型的预测算法 2更有效，这种算法也是基于对象的历史数据，根据运动学原理和zui小二乘法机理，把二者优越性结台起来，使系统控制计算简单，为单片机模糊实时控制系统开辟了新的方向。下面是两种算法的表达式：
根据运动学原理，对曲线的速度(v)和加速度/
(a)进行分析，可以从现在时刻以前几拍的历史数据中预测下一点的值，其表达式为：
， 一 (t)=1．75y(t一1)一0．25y(t一2)一0．75y(t一3)+0．25y(t一4) (1)
若采用zuifb-乘法进行预测，则有：
， (t)=2．25y(t一1)一0．75y(t一2)一1．25y(t一3)+0．75y(t一4) (2)
式(1)和式(2)各有优点，前者有较快的响应速度，对观测量的变化较为敏感；而后者稳定性较好，抗*力强。引入加权因子则可综合两者的优势。
，(t)=时⋯ (t)+(1一w)如(t) (3)
本系统中。由∞=0．5，则
y(t)=2y(t一1)一0．5y(t一2)一y(t一3)+0．5y(t一4) (4)
3 模糊控制器算法
本系统采用带修正因子的fuzzv控制器， fuzzy控制器输人为偏差e和偏差变化率e ，输出为控制变量u。论域e、ec和u均分成七档，即正大(pl)、正中(pm)、正小(ps)、(零)、负小(ns)、负
中(nm)、负大(nl)，相应用+3、+2、+1、0、一1、一2、一3来表述。带修正因子的控制算法为：
u=【ae+(1一a)ec j (5)
其中，取a=l el／e⋯ ，em 为l el的zui大值，则a∈[0，1]。因此，当i el大时a大；当i ei小时a小，这种加权的程度恰好反映了操作者进行控制活动时的思维特点，也避免了控制规则定义中的空档或跳变现象。另外，为了避免在开关控制器和模糊控制器进行切换的临界处出现抖动，采用了类似“磁滞线”的切换方法，即上升阶段当l el(e2，采用开关控削算法，否则采用模糊控制算法；在下降阶段当i e 1)e-，采用开关控制算法．否则采用模糊控制算法。
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， (t)=2．25y(t一1)一0．75y(t一2)一1．25y(t一3)+0．75y(t一4) (2)
式(1)和式(2)各有优点，前者有较快的响应速度，对观测量的变化较为敏感；而后者稳定性较好，抗*力强。引入加权因子则可综合两者的优势。
，(t)=时⋯ (t)+(1一w)如(t) (3)
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