基于西门子PLC的模糊控制在电弧炉电极调节中的应用

1 模糊控制在电弧炉电极调节中的应用

　　电弧炉电极调节控制算法中采用的模糊控制算法为“二输入一输出”的二维模糊控制，恒阻抗控制策略。在控制系统中，从主电路采集到电压电流信号输入到PLC中，在PLC中完成偏差计算、模糊控制等计算，其控制原理图如图1所示。

图1电极调节控制原理图

　　1.1 偏差的计算

　　电弧炉电极调节系统采用恒阻抗调节策略，从主电路采集电压值和电流值，按照下式计算偏差：

　　1.2 确定模糊论域和量化因子

　　根据现场记录的数据，阻抗偏差E(是)的变化范围为[-200，200]。定义偏差E(忌)的模糊论域为[-6，6]，量化因子K=6／200=0.03。同理，阻抗偏差的变化量△E(k)的变化范围为[-120，120]，定义其模糊论域为[-6，6]，量化因子K=6／120=0.05。控制量U的输出实际范围为[-10，10]，定义控制量U的模糊论域为[-7，7]，量化因子K=10／7。

　　1.3 确定模糊变量的隶属度

　　根据现场专家和生产人员的经验，选择输入输出量的模糊语言为：PB(正大)、PM(正中)、PS(正小)、O(零)、NS(负小)、NM(负中)、NB(负大)。选择三角形隶属度函数分布。

　　1.4 确定模糊控制规则

　　根据E和△E的赋值表和专家经验，总结了49条模糊条件语句构成控制规则，据此规则建立模糊控制规则表，如表1所示。表1中行与列交叉处的每个元素及其所在列的第1行元素和所在行的第1列元素，对应一个形式为“If E=Aiand△E=B_i Then U=C_i”的模糊语句。