基于单片机的模糊速度控制在清花中的应用-单片机论文

摘要介绍1种清花成卷机棉层厚度的控制方法。该系统采用单片机构成的模糊控制器，利用程序实现模糊算
法和控制策略，与键盘、A/D与D/A转换器、位移传感器、电流变换频率调节装置及电机等组成实时数据采集和控
制系统，替代原来的铁炮拨叉调速系统，对清花成卷机的给棉罗拉转速进行调节，使给棉罗拉在单位时间输出的棉
量保持恒定。经过现场实际运行后表明，提高了系统的精度和动态特性，降低了棉卷不匀率，控制效果良好。
关键词单片机;模糊控制;转速调节;棉卷不匀率;清花成卷机

Application of single-chip processor based fuzzy speed control in scutcher
                          LI Wei-feng, ZHANG Yi-feng
Department of Electrical Engineering，Zhongyuan Institute of Technology，Zhengzhou，Henan 450007，China)
Abstract This paper discussed how to control the thickness of cotton lap with a fuzzy control system made up
of single-chip processor. The system made use of program and applied fuzzy algorithm and control strategy.Its
real-time data acquisition and control system consisted of keyboard, A/D or D/A converter, displacement
sensor, motor and frequency governor. The old speed regulating system of the scutcher was replaced with the
fuzzy control system which regulated the speed of cotton feeding roller of the scutcher in such a way that the
cotton feeding in unit time was kept constant .The practical results show that it has improved the accuracy and
dynamic response and reduced lap irregularity.
Key words single-chip processor; fuzzy control; speed regulating; lap irregularity;scutcher
    纺纱过程中的棉卷不匀率对成纱质量影响很
大。清花成卷机根据棉层厚度改变给棉罗拉的转
速，以达到降低棉卷不匀率的目的。由于棉层厚度
的随机性造成控制对象的复杂，使得系统难以用严
格的数学方法描述，原来的铁炮拨叉调速及传统的
线性控制算法(如PID)调速，都难以达到系统对其
性能的要求。本文介绍的系统将单片机的模糊速度
控制器应用于清花成卷机的给棉罗拉调速，达到了
良好的效果。
1基本结构
系统基本结构如图1所示。以89c52单片机为
核心，与键盘、A/ D和D/A转换器及其它外围电路共
同组成〔’一。由键盘给定根据不同品种棉纱制定的不
同工艺要求的理论棉层厚度值，8只位移传感器装
在扬琴尾部检测天平罗拉与天平曲杆间被曲杆放大
后的实际棉层厚度值，把8点棉层厚度变化量转换
成0一5V的电压信号，经过A/D转换输人微机取平
均值与给定信号进行比较，得偏差值。，对偏差求
导数，求出偏差变化率，经模糊运算求出输出量，再
经D/A转换输出，由电流变换为0-5 V的电压模拟
量送到变频器，变频器输出相应频率的三相交流电
对天平给棉罗拉的驱动电机进行变频调速，实现对
给棉罗拉的转速控制，进而使给棉罗拉在单位时间
棉条的输出量保持恒定，降低棉卷不匀率。