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閉口閃電測(cè)試儀的摹擬扼制運(yùn)用

閉口閃電測(cè)試儀的摹擬扼制運(yùn)用組成。
　　系統(tǒng)由個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC機(jī)），數(shù)據(jù)采集卡，信號(hào)調(diào)理電路，噴嘴等組成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。
　　PC機(jī)主頻為PⅢ1.7GHz，內(nèi)存256Mb.數(shù)據(jù)采集卡使用美國國家儀器公司（NI）PCI-6024E型DAQ卡，是基于PCI總線的12位低價(jià)，多功能數(shù)據(jù)采集卡，*高采樣速率200kSa/s，16個(gè)單端模擬輸入（或8個(gè)差分模擬輸入），8個(gè)數(shù)字輸入/輸出，2個(gè)模擬輸出，2個(gè)20MHz，24位計(jì)數(shù)器/定時(shí)器。
　　傳感器使用了磁電式轉(zhuǎn)速傳感器，裝在位于曲軸上的"60-2-2"齒的傳感器輪。傳感器輪圓周上，有56個(gè)齒和2個(gè)2個(gè)齒的齒缺，齒缺相距180度，并作為確定曲軸位置的參考標(biāo)記。主軸每轉(zhuǎn)一圈傳感器輸出60個(gè)電脈沖信號(hào)。
　　信號(hào)調(diào)理電路是自行設(shè)計(jì)的，由含比較器，施密特觸發(fā)器等器件組成，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速信號(hào)的增益，濾波和整形，以及實(shí)現(xiàn)控制信號(hào)的隔離，放大以滿足噴嘴電磁閥工作要求（12V，30～40A）。
　　泵噴嘴內(nèi)含噴嘴電磁閥（型號(hào)為N240），用以調(diào)節(jié)泵噴嘴的噴射始點(diǎn)和噴油量。PC機(jī)發(fā)出控制信號(hào)給噴嘴電磁閥后，電磁線圈將電磁閥針閥壓到閥座內(nèi)，切斷至泵噴嘴單元高壓腔的通道，噴射循環(huán)開始。噴油量由電磁閥激活時(shí)間的長(zhǎng)短決定。只要噴嘴電磁閥關(guān)閉，燃油即被噴射至燃燒室內(nèi)。
　　閉口閃電測(cè)試儀的摹擬扼制運(yùn)用設(shè)計(jì)。
　　利用圖形化的虛擬儀器軟件NI的LabVIEW7.0專業(yè)開發(fā)版和附帶的模糊邏輯工具包，FCT）編寫了模糊控制器的設(shè)計(jì)和系統(tǒng)用戶操作界面。
　　2.1模糊控制的構(gòu)建與實(shí)現(xiàn)。
　　模糊控制是基于規(guī)則的一種智能控制，它不依賴于被控對(duì)象的**數(shù)學(xué)模型，特別適宜對(duì)具有多輸入-多輸出的強(qiáng)耦合性，參數(shù)的時(shí)變性和嚴(yán)重的非線性與不確定性的復(fù)雜系統(tǒng)或過程的控制，且控制方法簡(jiǎn)單，實(shí)際效果好，近年來在各個(gè)工程領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。經(jīng)典的模糊控制器是以誤差和誤差變化量為輸入的二維結(jié)構(gòu)形式，它和常規(guī)的PID調(diào)節(jié)器相比具有無須建立被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，對(duì)被控對(duì)象的非線性和時(shí)變性具有一定的適應(yīng)能力和魯棒性較好等特點(diǎn)。
　　模糊控制器的設(shè)計(jì)可以通過專用的模糊邏輯開發(fā)工具，但價(jià)格相對(duì)昂貴。而如果通過自行編程完成模糊控制器的設(shè)計(jì)，則開發(fā)時(shí)間較長(zhǎng)且通用性較差。
　　NI提供了基于的FCT，通過它可以在Lab-VIEW環(huán)境下方便快速地實(shí)現(xiàn)基本模糊控制器的設(shè)計(jì)。
　　2.1.1LabVIEW和是一種基于數(shù)據(jù)流，多線程的圖形化編程語言-G語言。Lab-VIEW中的程序由前面板（用戶界面）和程序框圖組成，其后綴為。vi（含有虛擬儀器的意思），所以也稱為VI，每個(gè)VI可以作為子VI被調(diào)用。
　　的FCT用于設(shè)計(jì)和完成基于規(guī)則的模糊邏輯系統(tǒng)，主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)楣I(yè)過程控制及專家決策，它主要由模糊邏輯控制器設(shè)計(jì)模塊以及三個(gè)不同功能的VI組成：模糊控制器VI（，模糊控制器載入VI和模糊控制測(cè)試VI。模塊通過點(diǎn)擊下拉式菜單……獲得，模塊操作界面菜單里面主要有模糊集合編輯器，模糊規(guī)則庫編輯器和輸入輸出性能測(cè)試器三個(gè)選擇。通過它們，用戶可以直觀方便地定義和修改模糊控制器的隸屬函數(shù)（三角型，梯形，Z型，S型或自定義），控制規(guī)則，解模糊方法（中位數(shù)法，*大隸屬度法和加權(quán)平均法），推理算法（推理方法為max-min合成法）相關(guān)參數(shù)，并對(duì)模糊控制器的輸入輸出性能進(jìn)行初步檢驗(yàn)和測(cè)試。*后，把設(shè)計(jì)好的模糊邏輯控制器模塊保存為。文件。
　是設(shè)計(jì)好的模糊控制器的載體，配合其它部分實(shí)現(xiàn)完整的功能。每個(gè)控制器輸入量*多可為4個(gè)，輸出量為1個(gè)，也可將多個(gè)控制器并聯(lián)，從而實(shí)現(xiàn)更多變量的輸入輸出。模糊控制器主要完成三方面功能，即將輸入量模糊化，進(jìn)行模糊推理和反模糊化，因此FuzzyController.vi由Fuzzify.vi，Inferenz4.vi和Defuzy.vi三個(gè)子VI組成。
　　LoadFuzzyController.vi與FuzzyController.vi連續(xù)。通過它將存于。fc數(shù)據(jù)文件中的所有模糊控制器參數(shù)加載到模糊控制器VI中。
　　TestFuzzyControl.vi作為一個(gè)通用模糊控制器直接應(yīng)用于控制的系統(tǒng)，并可用來測(cè)試所設(shè)計(jì)的模糊控制器的基本控制性能。
　　2.1.2閉口閃電測(cè)試儀的摹擬扼制運(yùn)用。
　　在LabVIEW環(huán)境下，通過FCT設(shè)計(jì)完成的一個(gè)二維柴油機(jī)噴油量模糊控制器，如圖2所示。該模糊控制器用于控制噴油泵內(nèi)的噴油量控制電磁閥，進(jìn)而控制噴油量。其中輸入變量為轉(zhuǎn)速S和實(shí)際轉(zhuǎn)速S0之間的誤差E及轉(zhuǎn)速誤差的變化EC，輸出控制量為噴油量U.設(shè)計(jì)步驟為。
　　（1）在LabVIEW環(huán)境下運(yùn)行FCT，打開FuzzyLogicControlDesign模塊，并通過具有交互式界面的FuzzySetEditor（如圖3）設(shè)計(jì)輸入，輸出變量的論域范圍及各個(gè)語言變量的隸屬函數(shù)形狀等參數(shù)。3個(gè)變量E，EC和U的隸屬函數(shù)取為三角形，論域均離散為[-6，-5，-4，-3，-2-1，0，1，2，3，4，5，6]13級(jí)，并分為負(fù)大NB，負(fù)小NS，零0，正小PS，正大PB等5個(gè)語言變量值?？梢钥吹剑ㄟ^該模糊集合編輯器可以直觀方便地進(jìn)行各項(xiàng)參數(shù)的設(shè)計(jì)和修改。
　　（2）通過RulebaseEditor確定"IF……THEN……"形式的模糊控制規(guī)則，并選擇相應(yīng)的推理算法和解模糊方法等。由該編輯器進(jìn)行模糊控制規(guī)則的設(shè)計(jì)非常方便，它將輸入量的各語言變量自動(dòng)匹配，而設(shè)計(jì)者只需通過交互式的圖形環(huán)境選擇相應(yīng)的輸出語言變量，這就大大簡(jiǎn)化了規(guī)則的設(shè)計(jì)和修改，另外，還可為每條規(guī)則選擇加權(quán)值，以便進(jìn)行規(guī)則的優(yōu)化。本設(shè)計(jì)**有控制規(guī)則25條，每條規(guī)則的加權(quán)值都缺省為1，推理算法為max-min合成法，解模糊方法采用取*大隸屬度法。
　　（3）通過I-OCharacteristic（如圖5），對(duì)設(shè)計(jì)的模糊控制器輸出特性進(jìn)行初步測(cè)試和分析，比如驗(yàn)證控制規(guī)則是否完備，是否有規(guī)則沖突等，以對(duì)其進(jìn)行必要的優(yōu)化和修改。
　?。?/span>4）將設(shè)計(jì)好的模糊控制器保存在一個(gè)后綴名為控制系統(tǒng)。
　?。?/span>5）在LabVIEW環(huán)境下設(shè)計(jì)相應(yīng)的前面板用戶界面和后臺(tái)的程序框圖，并通過FuzzyController.vi和LoadFuzzyController.vi將設(shè)計(jì)好的模糊控制器融入程序框圖中（如圖6所示），配合程序的其他部分實(shí)現(xiàn)所要完成的功能。
　?。?/span>6）運(yùn)行程序，根據(jù)LoadFuzzyController.vi彈出的對(duì)話框提示，加載FUELcontrol.fc文件。如程序運(yùn)行出現(xiàn)問題，可以利用LabVIEW提供的數(shù)據(jù)探針，單步執(zhí)行，高亮顯示等工具進(jìn)行檢查和調(diào)試；如模糊控制器的控制效果出現(xiàn)問題，則可返回（1）對(duì)其進(jìn)行修改或優(yōu)化。
　　從以上步驟可以看出，通過LabVIEW及其模糊邏輯工具包提供的交互式的圖形編程環(huán)境，可以方便高效地進(jìn)行基本模糊控制器的設(shè)計(jì)。
　　2.2閉口閃電測(cè)試儀的摹擬扼制運(yùn)用。
　　用戶操作界面，含有主操作界面，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，報(bào)表打印模塊和歷史回訪模塊組成。其中，主操作界面分為噴油量輸出和轉(zhuǎn)速反饋輸入兩個(gè)區(qū)，實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)速信號(hào)采集和噴油量控制輸出。
　　噴油量輸出區(qū)包括包括噴油量及其變化趨勢(shì)顯示，日期時(shí)間等顯示，刷新頻率，初始值等設(shè)置；轉(zhuǎn)速反饋輸入?yún)^(qū)控制部分包括曲軸轉(zhuǎn)速及其變化趨勢(shì)，超過極限亮燈顯示，設(shè)定值，控制開關(guān)，采樣率設(shè)置等。
　　當(dāng)信號(hào)采集完成后，數(shù)據(jù)直接存入EXCEL，格式為時(shí)間，日期，轉(zhuǎn)速，噴油量等參數(shù)，并同時(shí)在數(shù)據(jù)旁邊描繪出散點(diǎn)圖。
　　3閉口閃電測(cè)試儀的摹擬扼制運(yùn)用。
　　應(yīng)用虛擬儀器技術(shù)，快速的設(shè)計(jì)了用于控制柴油機(jī)噴油量的模糊控制系統(tǒng)。
　　本文作者**點(diǎn)在于：系統(tǒng)硬件上，自主開發(fā)了信號(hào)調(diào)理模塊，采用了先進(jìn)的泵噴嘴執(zhí)行機(jī)構(gòu)，系統(tǒng)軟件上應(yīng)用了虛擬儀器軟件LabVIEW及其FuzzyControlToolkit工具包，根據(jù)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速的反饋信號(hào)，對(duì)噴油量進(jìn)行模糊控制，*終達(dá)到穩(wěn)態(tài)的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定。
　　系統(tǒng)應(yīng)用反映了系統(tǒng)操作界面友好直觀方便，操作方便，擴(kuò)展容易等特點(diǎn)。

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