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材料试验机可拓控制的控制算法实现咗

2021-12-02

材料试验机可拓控制的控制算法实现

宁波工程学院学报宁波行知中等职业学校。浙江宁波315300机控制系统可拓智能控制器的设计,在实践中发展和验证了可拓控制理论人类的历史是部与大自然不断抗争不断进行开拓的历史。而开拓活动总是伴随着解决矛盾问创立并经过近20牟发展,立起来的物元1拓理论为解决矛盾问提供了,睦砺垡谰莺际跏侄维它因成功地用于生产实践和解决实际中的矛盾问,并具有潜在的广泛应用前景而吸引着国内访问合肥市数家大型超市和农贸市场发现外众多学者。笔者在本文中对可拓学的基本理论和在材料试验机控制系统的应用作简单介绍。  1可拓学基本理论可拓学是我国学者蔡文教授于80年代初创立的新学科,属数学系统科学和思维科学的交叉学科。可拓学的研,7寸象是矛盾问。它研究事物的可拓性和事物开拓的规律,并用以解决矛盾的乃法,其埋论支柱是物元理论和可扣集合。它以物元为坫木儿,建立物儿投型以物元可拓为依据,应用物元变换法化矛盾问为相容问。由于可拓学有很强的实际背景,因而在许多领域得到广泛物元和物元变换理论给定事物的名称它的个特性小,小2和相应的量伉小2,1称1为描述事物的1维物儿,简记为只=.,而把物的名称特征和。4位称为物元要素。物兀的可扣性只提出了解决矛盾问的方向和途径,而物元变换寸是解决矛码的基本工具。人们借助于物元变换描述量的变换和质的变换的圯维过程。所谓物元变换实际上是对物元的要素事物特征和量值或它们的组合施行置换分解增删和扩缩种基本运算形式。  在现实世界中,事物是可变的,事物具有某种性质的程度也是可变的在定条件下,具有某种性质的事物可以改变为不具有该性质的事物;不具有该性质的事物也可以改变为具有该性质的事物。要解决矛盾问,就必须考虑是与非的相互转化。为此,必须建立可拓集合概念,以使讨论对象为不作亨粗热有惠蒙愚隐悔1沈甘,心触他1只0卿。灿幽18代8咖6,0.邮属于经典子集而又能转化到该子集中的元素。对于每个元素6若有命,有性质巧,不几有性,1;可使原来+具1生质1的元素变为几,性质,0,性妨又+具性质只要上述个命中的某个成立,则这样建立起来的集合,就是可拓集合。可拓集合是人们将解决盾问的过程定量化和形式化的数学工具。而采用扩展到的关联函数值的大小可以衡量素和集的关系使经典集合中属于和不属于集合的定性描述扩展为定量描述。当可拓集合的元素是物元时,则构成可拓物元集。可拓物元集能比较合理地描述自然现象社会现象中各种事物的内部结构和彼此间的关系以及事物的变化。经典集合应用值域是,1的特征函数描述现实世界中事物凡物元变换,是,达在不同论域之间付可拓变换打如定义定义设67,丁是变换,且7称U,KTu=.为可拓集合人关于变换了的正域。  u,作0为可拓集合人关于变换1的负域。  ueU,KTu=0夂7,之0为可拓集合人关于变换1的可拓域。  关联函数的不同取值范围,对应于论域的不同区域,可拓变换的可拓域稳定域是可拓变换中的重要概念,它描述了可拓变换的可拓范围和稳定范围。  对不相相可求解大体似过1建立的物元模型=并确定问的核,售立关联+等式31求解关联不等式的通解1;0求满足问1的特解;确定转折物元;必迎过评价确定,优解对立问求解,以迎过物;变换转化为不相界问或相容问。转化方法可以是目的物元的变换,也可以是条件物元的变换,或者两者同时变换。变换的工具依然妃物元变换的种墙本形式。  2可拓控制简介可拓控制是可拓学的个重要应用领域。它利用物元可拓论和可拓方法去研,处理控制过程中矛盾问的规律和方法。可拓控制的本质是输入或输出是物元或物元集,控制模型是物元模型。在控制过程中,以物儿可拓杜为依据,把控制过程中的沾1;趣出过物元货电转换为相容问,从而达到控制在解决实际问时,问的矛盾程度是用事物关于某些量值符合要求的程度来述的,事物的量值数字量和非数字量,缴宁量必须通过数量化变为数字铰,然斤;利用可扣集合实轴上研允负物与值之间的关系。可扣堪合适通过关联函数来刻划的,控制兑法的设十有建合适的关朕函数,寸能使解决矛盾问的过程定量化成为可能。  5不符合控制要求5符合控制要求5可转变为符合控制要求系统的可拓控制过程实质上可以看作信息的转化过程,而可拓控制由于利用了可拓集合中关联度定义的特征状态关联度的概念,所以它为控制过程中被控信息的转化起到了种路标作用。即13=,和13=1分别指出特征状态3符合与不符合控制要求,以及可转变与不可转变为符合拧制要求的分界,1所小,3材料试验机控制系统可拓但是复合材料的生产进程依然复杂智能控制器的设计可拓控制论的建立旨在研宄事物的转化,而控制问正是个转化问。系统的控制过程就是使被控量从不格沿围转化到合格沿围,使控制效汜从不满总到满总的过朽1基户这种圯想。作荇计2025年的预计产量或将超过650吨的材料试验机抟制系统的可招智能拧制器的结构2可拓控制器静态试验机对象31特征量的提取特征试指描述控制系统典型变量。特征试的提取应能反映抟制系统经过可拓抟制调节后的运行效果,本课选,村料试验机,柬系统的误差及误差的变化率作为描述系统运疔效采的特征说设沩系统的给定值⑶为系统的反馈值则系统的误差山小误差的变化率32特征模式的确定特征模式是指控制系统运动状态的典型模式。由控制系统特征量6和构成特征平面,根据6和的相对关系,取名=其中,为常数,贝征平面被划分为8个特征模式,3.  根据误差的正负可以分成以下特征模式5,征状态。朽1=喊特征,式33可拓集合的建立为了计算计算关联度,首先必须建立材料试验机特征状态的可拓集合为此艰瓶,别为,胪及材,试验机负载适应控制系统的特性在选择操时节域为Ry由节域为经典域和可拓域的并集,拓集合的经典域及可拓域阁4 34关联函数的设计为加权系数,由系统所处的特征模式决定。,的取值遵循下列规则当,效果朝偏离经典域方1运动时,波应取较大的负位,反之。,控制效果朝经典域方向运动,应取小仉。  5测度模式的划分测度模式指根据控制系统特征状态关联度划分的模式。它是利用己计算得到的系统当前特征状态关联!5,将系统状态1入某梭式。即合格。不合格可转变为合格等,也可对某模式按合格度进步细划分为几类以便于采用相应控制策略,以提高系统的整体控制性能。本课根据试验机控制的特点,分为以下3种测度模式上述测度模式中,系统特征状态屈于经典域,即处于抟制指标要求的范弥12系统特征状态在选定的操纵量下,控制器输出随着系统特征状态可以调整变化,即处丁1可拓域13系统特征状态在选定操纵试系统的特征状态较人地偏离经典域。处于非域36控制策略的设计本课设讣的材料试验机智能可拓控制器的输出采用以下控制策略对于测度模式河1控制模式保持不变,且控制器输出保持前采样时刻的值不变,即维持比例阀奸口的开度不变,对于测度模式河2控制器的输出为其中为前采样时刻控制器的输出,为当前采样时刻控制器的输出,1为当前测度模式的控制系数为特征状态。10为特征状态关联度。抑1为的符号函数其中以为常数伪小正数。  对于测度模式肘3控制器的输出取值。  为被控过程某些控制方式如试验力控制方式等限幅,要求确定控制器输出的大范围。  综上所述,本课设计的材料试验机可拓智能控制器的输出算法如下u代中为控制采柞时刻。  4结束语水文介绍可拓学的理论和在材料试验机跑系统的应用。洋细介绍衬料钟几控制系统可扣智能控制器的设计过程。不难看到,借助于物元可拓集合理论,可以很容易地实现控制系统中多变量的控制运算使可拓控制具有其他智能控制所不具有的另种更智能,在实际应用中取得了较好的效果。  3潘东,金以慧。可拓控制的探索与研究1.控制理论与应用,19

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