基于模糊控制技術擺動式球磨機控制系統(tǒng)設計畢業(yè)論文.doc

（論文）1摘要超微細粉碎技術是在伴隨納米技術和新材料而發(fā)展起來的一項新的粉碎加工技術，隨著現(xiàn)代工程技術的發(fā)展，許多基礎工業(yè)對超微細粉末的粒度、粒度分布、粒形等特性提出了更高的要求。如何突破物料的“粉碎極限”已成為制備超微細粉末的關鍵技術。針對被控對像具有非線性、多變量強耦合、不確定性和大滯后以及獲得精確數(shù)學模型困難的特點，設計了模糊控制器。本系統(tǒng)經(jīng)過設計、安裝和現(xiàn)場調試，能夠快速的突破物料的“粉碎極限”，取得較好的加工效果。關鍵詞超細粉末加工；模糊控制；單片機控制系統(tǒng)；球磨機Abstract：TheultrafinecomminutiontechnologyisanewsmashingprocessingtechnologywhichdevelopedwiththenanotechnologyandthenewmaterialAsthemoderninstitutetechnologydeveloping,lotsofbasicindustrymissionshigherrequirementtotheultrafinecomminutionsgranularity、granularityspread、graininessandsoon.Howtobreakthroughmaterialthesmashinglimit”becomesakeytechnologyaboutmakingtheultrafinecomminution.Thisarticleintroducedthetypeofmulti-dimensionalswingsnanometerlevelballmillprincipleofworkbasedonthefuzzycontroltechnologyInviewofcontrolledtheobjectisnon-linearity，themulti-variablesstrong-coupling，uncertaintyandgreatlylagsaswellasobtainstheprecisemathematicalmodelisdifficultHasdesignedthefuzzycontrollerThissystemwillbeabletoquicklybreakthroughmaterial“thesmashinglimit”,hasobtainthebetterprocessingeffectKeywords:SuperfinePowderProcessing；FuzzyControl；MonolithicIntegratedCircuitControlSystem；BallMill（論文）2目錄1引言.11.1擺動式球磨機模糊控制背景分析.11.2擺動式球磨機模糊控制的提出及研究意義.21.3基于模糊控技術擺動式球磨機電氣控制系統(tǒng)的研究.32擺動式球磨機控制系統(tǒng)方案的確定.42.1擺動式球磨機粉碎過程模型解析.42.2主電路方案的確定.62.3控制系統(tǒng)的確定.72.4輸入通道的確定.72.5系統(tǒng)原理框圖.93電氣控制系統(tǒng)硬件設計.103.1電氣控制系統(tǒng)的硬件組成.103.289C52單片機應用介紹.103.3輸入檢測放大電路及A/D轉換設計.133.4變頻驅動電路設計.173.5人機對話通道設計.213.6變頻調速主電路的設計.264模糊控制算法的設計.274.1球磨過程的數(shù)學模型解析.274.2模糊算法.284.3模糊控制器.294.4模糊控制器的工作.365系統(tǒng)軟件設計.365.1系統(tǒng)軟件設計思路.36（論文）35.2系統(tǒng)主程序流程圖.385.3中斷保護程序.425.4軟件抗干擾技術.426系統(tǒng)測試分析.436.1系統(tǒng)測試.436.2系統(tǒng)分析.447總結.44參考文獻.45謝辭.46附錄一.47附錄二.631引言1.1擺動式球磨機模糊控制背景分析自1893年球磨機出現(xiàn)以來，它就一直在礦業(yè)、冶金、建材、化工及電力部門等若干基礎行業(yè)的原料粉碎中得到廣泛的應用。隨著陶瓷工業(yè)的發(fā)展，球磨機也成為了陶瓷工業(yè)中制粉工序中不可缺少的機械設備。從長遠來看，今后相當長的時期內球磨機仍將是陶瓷工業(yè)中原料磨碎作業(yè)的主要設備，因此對球磨機的研究也受到了相關專家的高度重視。1球磨機是制粉系統(tǒng)中的大型重要設備，其安全可靠地運行與最佳工作狀況是設計單位所追求。但使用中還存在著一些急待解決的問題，最突出的是難以實現(xiàn)自動控制，運動軌跡過于單一（論文）4不能有效的粉碎物料。不能運行在最佳經(jīng)濟出力。多變量禍合、多變量時滯和模型時變特性是球磨機控制的主要困難。由于球磨機運行具有純滯后、大慣性和非線性的顯著特點，事態(tài)特性復雜，數(shù)學模型難以建立，采用常規(guī)PID調節(jié)難以奏效，所以，傳統(tǒng)的控制方案大多都是建立在精確測量球磨機存物料為已知量的基礎上，并且是人工手動操作，其經(jīng)濟性完全取決于人員的操作水平、調整能力和工作責任心。這類方法投資大，改裝工作量也客觀，各制粉系統(tǒng)水平參差不齊，控制效果并不十分明顯，不適合我國采用。模糊控制是本世紀70年代才發(fā)展起來的一種新型控制算法，其本質是一種非線性控制。它不需要知道被控對象的數(shù)學模型，并具有比常規(guī)控制系統(tǒng)更好的穩(wěn)定性和更強的魯棒性。模糊控制是建立在人工經(jīng)驗基礎之上的。對于一個熟練的操作人員，他往往憑借豐富的實踐試驗，采取適當?shù)膶Σ邅砬擅畹目刂埔粋€復雜過程。若能將這些熟練操作員的實踐試驗加以總結和描述，并用語言表達出來，就會得到一種定性的、不精確的控制規(guī)則。如果用模糊數(shù)學將其定量化，就轉化為模糊控制算法，從而形成模糊控制理論。模糊控制理論具有的特點：（1）模糊控制不需要被控對象的數(shù)學模型。模糊控制是以人對被控對象的控制經(jīng)驗為依據(jù)而設計的控制器，故無須知道被控對象的數(shù)學模型。（2）模糊控制是一種反映人類智慧的智能控制方法。模糊控制采用人類思維中的模糊量，如“高”、“中”、“低”、“大”、“小”等，控制量由模糊推理導出。這些模糊量和模糊推理是人類智能活動的體現(xiàn)。（3）模糊控制易于被人接受。模糊控制的核心是控制規(guī)則，模糊規(guī)則是用語言來表示的，如“今天氣溫高，則今天天氣暖和”等，易于被一般人所接受。（4）構造容易。模糊控制規(guī)則易于軟件實現(xiàn)。（5）魯棒性和適應性好。通過專家經(jīng)驗設計的模糊規(guī)則可以對復雜的對象進行有效的控制。模糊控制策略可以保證球磨機安全、經(jīng)濟運行，可以對球磨機