模糊控制在温湿度控制检测仪中的应用

模糊控制在温湿度控制检测仪中的应用第一页，共十一页，编辑于2023年，星期六1.温湿度模糊控制的组成部分第二页，共十一页，编辑于2023年，星期六2.温湿度控制检测仪总电路第三页，共十一页，编辑于2023年，星期六3.各模块简单介绍(1)MSP430系列该控制系统使用16位微控制器MSP430G2553，MSP430微控制器MCU(MicroControllerUnit)是TI公司推出的一款具有丰富片上外围的超低功耗16位FLASH型混合信号处理器。本系统使用的MSP430有一个串口通信接口，一个带有大量捕获／比较寄存器的16位定时器，看门狗，一个模拟电压比较器,同时还拥有ADC10、ADC12、DAC12等转换模块。下图为MSP430G255332引脚的QFN封装图。第四页，共十一页，编辑于2023年，星期六（2）湿度传感器接口电路湿度测量使用湿度传感器HIH一3610，该湿度器具有良好的线性电压输出特性。，输出电压的范围+0.8～+3.9V，采用+4～+5.8V电源供电。在室温下，HIH一3610输出电压与湿度关系：Uout=Ucc（0.0062RH+0.16);Uout为输出电压，Ucc为电源电压，RH为相对湿度（%)。

第五页，共十一页，编辑于2023年，星期六（3）温度传感器接口电路温度测量使用温度传感器TMP37，属于线性电压输出模拟集成温度传感器，低电压供电，电源电压范围是+2.7～+5.5V，温度测量电路如图2-7。在室温下，TMP37输出电压与温度关系：Uout=Kv*t；Uout为TMP37的线性电压输出；Kv为电压温度系数；t为温度(℃)。Uout的特性直线可以MSPG2553进行测试，编写一个AD采样函数，滤波处理可以通过均值处理或者中值处理，在测量的温度范围内进行数据测试，并通过MATLAB进行曲线拟合得到Uout的特性直线。（以前对压力传感器进行过MATLAB曲线拟合，觉得这个方法笨拙了一点，不过很有效。）第六页，共十一页，编辑于2023年，星期六（4）MSP430G2553的ADC10模块（DAC12模块不做介绍）详见MSPGX2XX数据手册549页第七页，共十一页，编辑于2023年，星期六（5）模糊控制规则在设计时选择湿度偏差e及偏差变化率ec作为输入变量，设定其模糊语言变量为E、EC；输出量为PID参数的增量Kp、Ki、Kd。输入量E和EC和输出量Kp、Ki、Kd的模糊子集均分为七级：[NB,NM,NS,ZO,PS,PM,PB]，论域为[-3，-2，-1，0，1，2，3]。建立模糊规则：ECENBNMNSZOPSPMPBNBPBPBPBPBZOZOPSNMPBPBPBPBZOZOPSNSPMPMPMPMZONSNSZOPMPMPSZONSNMNMPSPSPSZONMNMNMNMPMZOZONMNBNBNBNBPBZOZONMNBNBNBNB当E分别为PM，NM，NB，ZO，NS，PS，PB时，Kp有七条控制规则，共49条控制规则。同样，Kd、Ki也各有49条控制规则。Kp控制规则如上表所示。第八页，共十一页，编辑于2023年，星期六得到Kp的模糊子集，下一步就要进行模糊判决，通过试验采用最大隶属度法。通过模糊判决，就可以得到Kp的模糊控制表。采用同样的方法就能够得到Ki和Kd的模糊控制表。程序的设计就是一个查表得过程，通过查表对应的得到Kp、Ki、Kd。这样就可以通过模糊PID控制，得到温湿度控制过程：这里MATLAB真是个好东西，MATLAB能进行参数的微调。第九页，共十一页，编辑于2023年，星期六4.程序设计第十页，共十一页，编辑于2023年，星期六自我理解：假设是空调应用：没有按键时，该程序实现的功能是温度、湿度的保持，空调给定湿度，ADC10采样温度值，接下来通过液晶显示当前温度值，接下来通过模糊PID控制，进行温度校正（因为输入的是偏差e及偏差变化率ec，第一次没有返回处理后的偏差e及偏差变化率ec时PID不做处理），然后进行DAC12的模数转换，进行进行加湿或者除湿处理（第一次不做处理），温度传感器和湿度传感器进行温度和湿度的检测，与给定温度进行比较，得出偏差e及偏差变化率ec，然后进行ADC10采样当前温度值......当有按键时（程序中应该有消抖处理），例如需要调整到一个更加舒适的温度和