基于模糊滑模变结构的海洋生物酶固液分离流量控制器

摘要

本发明公开了一种基于模糊滑模变结构的海洋生物酶固液分离流量控制器，属于海洋生物酶固液分离流量控制技术领域。本发明由DSP模块、滑模控制模块，模糊控制模块和流量传感器等部分组成，由DSP模块输出流量的下一个位置指令r（k），流量传感器探测并输出当前流量的位置信号x（k），经过一系列数据处理后输出控制信号u（k）。本发明针对海洋生物酶发酵液的固液分离系统具有大滞后、非线性、时变性和无法得出精确数学模型等特点，将传统的模糊控制与滑模变结构控制相结合，具备两者优点，既保留了常规模糊控制的优点，又加强了系统的稳定性，同时减弱了滑模控制的抖振现象。

主权项

基于模糊滑模变结构的海洋生物酶固液分离流量控制器，其特征在于，包括DSP模块、滑模控制模块、模糊控制模块和流量传感器，其中：所述模糊控制模块由模糊化模块、模糊推理模块、清晰化模块和知识库模块组成；所述滑模控制模块由积分滑模面模块、滑模趋近律模块、等效控制器模块和切换控制器模块组成；所述DSP模块输出流量的下一个位置指令r(k)，所述流量传感器探测并输出当前流量的位置信号x(k)，并有误差信号e(k)＝r(k)‑x(k)；当|e(k)|小于预先设定的阈值ep时，先将误差信号e(k)及其微分信号e’(k)作为积分滑模面模块的输入以得到切换函数信号s(k)，再由切换函数信号s(k)一方面经滑模趋近律模块至切换控制器模块产生切换控制信号u_sw，另一方面经等效控制器模块产生等效控制信号u_eq，并得到控制信号u(k)＝u_sw+u_eq；同时，将切换函数信号s(k)及其微分信号s’(k)作为模糊控制器的输入，依次经模糊化模块、模糊推理模块和清晰化模块，得到模糊控制输出信号fs(k)，再将模糊控制输出信号fs(k)反馈给切换控制器模块；最后将控制信号u(k)输出至离心机系统以实现流量控制；当|e(k)|不小于预先设定的阈值ep时，取控制信号u(k)＝u(k‑1)+m，并将控制信号u(k)输出至离心机系统以实现流量控制，其中m为一有限常数值；上述切换函数信号s(k)＝Cx(k)，切换控制信号u_sw＝(CB)^‑1[‑qTs(k)‑ξTsgn(s(k))]，等效控制信号u_eq＝‑(CB)^‑1C(A‑I)x(k)，其中A、B、C均为滑模控制系数，ξ＝|fs(k)|，T为系统采样周期，0<q<1/T。