一种定速式摩擦试验机的温度控制方法

摘要

本发明公开了一种定速式摩擦试验机的温度控制方法，在定速式摩擦试验机的降温过程中，以摩擦盘的设定温度与检测温度的温度偏差信号E和温度偏差变化率CE作为模糊控制器的输入，在运行中不断检测温度偏差信号E和温度偏差变化率CE，模糊控制器结合模糊控制规则对冷却水调节器进行调整，以调节摩擦盘的温度；本发明能够防止其温度下降过快，使摩擦系数出现短时上升的波动；同时，防止温度持续下降过多，而导致电加热管动作，引起摩擦系数的下降，带模糊控制的定速式摩擦试验机的温度系统性能良好，适应性强。

主权项

一种定速式摩擦试验机的温度控制方法，其特征在于，包括以下操作：在定速式摩擦试验机的降温过程中，以摩擦盘的设定温度与检测温度的温度偏差信号E和温度偏差变化率CE作为模糊控制器的输入，在运行中不断检测温度偏差信号E和温度偏差变化率CE，模糊控制器结合模糊控制规则对冷却水调节器进行调整，以调节摩擦盘的温度；所述的模糊控制器由模糊逻辑工具箱根据输入变量及其隶属函数、输出变量及其隶属函数、模糊规则、推理算法、解模糊化方法编辑而成；其中，采用三角形隶属度函数实现温度偏差信号E和温度偏差变化率CE的模糊化，定义输入量的模糊集为{NB，NM，NS，Z，PS，PM，PB}，温度偏差信号E和温度偏差变化率CE的论域为[‑6，6]，其隶属度函数分别如式(1)、(2)和(3)所示； 左侧隶属度分布函数：$\mu \left(x\right)=\left\{\begin{array}{cc}1& x\le x_{min}\\ \frac{x_{\max }-x}{x_{\max }-x_{\min }}& x_{\min }<x\le x_{\max }\\ 0& x>x_{\max }\end{array}\right.---\left(1\right)$ 中间隶属度分布函数：$\mu \left(x\right)=\left\{\begin{array}{cc}0& x\le x_{\min }\\ \frac{x-x_{min}}{x_{mid}-x_{min}}& x_{\min }<x\le x_{mid}\\ \frac{x_{max}-x}{x_{\max }-x_{mid}}& x_{mid}<x\le x_{\max }\\ 0& x>x_{\max }\end{array}\right.---\left(2\right)$ 右侧隶属度分布函数：$\mu \left(x\right)=\left\{\begin{array}{cc}0& x\le x_{min}\\ \frac{x-x_{\min }}{x_{\max }-x_{\min }}& x_{\min }<x\le x_{\max }\\ 1& x>x_{\max }\end{array}\right.---\left(1\right)$ 推理算法采用基于Sugeno推理模型的PI控制算法，建立如下模糊控制规则：E/ECNBNMNSZPSPMPBNB0111111NM0011111NS0001111Z0000011PS0000001PM0000001PB0000000解模糊化方法是对(1)、(2)和(3)式进行反运算，通过(4)、(5)和(6)式得出被控对象P、I参数的左侧、中间、右侧的实际量值：x(μ)＝x_max‑(x_max‑x_min)μ    (4)$\left\{\begin{array}{c}{x}_1\left(\mu \right)=x_{max}-(x_{max}-x_{mid})\mu \\ x_2\left(\mu \right)=(x_{mid}-x_{\min })\mu +x_{\min }\\ x\left(\mu \right)=[x_1\left(\mu \right)+x_2\left(\mu \right)]/2\end{array}\right.---\left(5\right)$ x(μ)＝x_min+(x_max‑x_min)μ                                (6) 其中，x(μ)是PI控制算法中的Kp或Ki值，Kp是比例控制参数，Ki是积分控制参数；Kp和Ki的计算过程相同；x_min,x_mid,x_max分别是Kp或Ki参数的最小值、中间值、最大值。