一種智能剪切機(jī)的模糊控制方法及其控制系統(tǒng)的制作方法【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種智能剪切機(jī)的模糊控制方法及其控制系統(tǒng)，該模糊控制方法包括：獲取檢測(cè)到的剪切機(jī)剪切刀路徑的實(shí)際輸出值Yk；根據(jù)剪切機(jī)剪切刀路勁的標(biāo)準(zhǔn)值Yset和實(shí)際輸出值Yk，計(jì)算控制對(duì)象的誤差E和誤差變化率EC；設(shè)定模糊控制器的量化論域，計(jì)算誤差E的量化因子Ke和誤差變化率EC的量化因子Kec；制定模糊控制規(guī)則表Fuzzytable，根據(jù)當(dāng)前的誤差E及其量化因子Ke、誤差變化率EC及其量化因子Kec，計(jì)算輸出調(diào)節(jié)增量ΔU；更新當(dāng)前周期的輸出控制量Uk，其中，Uk＝Uk_1+ΔU，Uk_1為上一周期的輸出控制量；將輸出控制量Uk輸出給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，對(duì)剪切機(jī)剪切刀路徑進(jìn)行模糊控制。本發(fā)明能夠簡(jiǎn)化對(duì)模糊控制的調(diào)節(jié)，提高其通用性。【專(zhuān)利說(shuō)明】-種智能剪切機(jī)的模糊控制方法及其控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域：
[0001]本發(fā)明設(shè)及剪切機(jī)的模糊控制
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體設(shè)及一種智能剪切機(jī)的模糊控制方法及其控制系統(tǒng)?！?br>背景技術(shù)：
】[0002]模糊邏輯控制(化zzyLogicControl)簡(jiǎn)稱(chēng)模糊控制，是W模糊集合論、模糊語(yǔ)言變量和模糊邏輯推理為基礎(chǔ)的一種計(jì)算機(jī)數(shù)字控制技術(shù)，模糊控制實(shí)質(zhì)上是一種非線性控審IJ，從屬于智能控制的范疇。[0003]模糊控制在常見(jiàn)系統(tǒng)控制中具有廣泛的應(yīng)用基礎(chǔ)，具有不依賴(lài)具體對(duì)象模型，適用范圍廣的優(yōu)勢(shì)。但實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，離散化后的模糊控制器的靜態(tài)特性并不理想，特別是在偏差零值附近，較易出現(xiàn)輸出反復(fù)振蕩調(diào)節(jié)的問(wèn)題，且輸出與設(shè)定值往往存在一定的靜差D[0004]-般來(lái)講，比較常見(jiàn)的改進(jìn)方法是在使用模糊控制粗調(diào)到穩(wěn)態(tài)區(qū)域附近后，再切換到傳統(tǒng)的PID進(jìn)行穩(wěn)態(tài)特性的改善，但運(yùn)類(lèi)方法依賴(lài)于穩(wěn)態(tài)振蕩幅度的大小，且需要對(duì)PID參數(shù)進(jìn)行反復(fù)整定，通用性不強(qiáng)，并且實(shí)際調(diào)試周期較長(zhǎng)。[0005]就現(xiàn)有技術(shù)而言，模糊控制技術(shù)在布料剪切機(jī)中的應(yīng)用還很少有所報(bào)道。因此如何將模糊控制技術(shù)應(yīng)用到布料剪切機(jī)中，還有待于本領(lǐng)域技術(shù)人員予W研究?！?br/>發(fā)明內(nèi)容】[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種采用模糊控制器，對(duì)于剪切機(jī)的剪切刀進(jìn)行模糊控制的方法及控制系統(tǒng)，使其剪切機(jī)的控制系統(tǒng)能夠簡(jiǎn)化對(duì)模糊控制的調(diào)節(jié)，并提高其通用性。[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：[000引一種智能裁剪機(jī)的模糊控制方法，包括：[0009]獲取檢測(cè)到的剪切機(jī)剪切路徑的實(shí)際輸出值Yk;[0010]根據(jù)所述剪切機(jī)剪切路徑的標(biāo)準(zhǔn)值Yset和實(shí)際輸出值Yk,計(jì)算所述剪切機(jī)剪切路徑的誤差E和誤差變化率EC;[0011]設(shè)定模糊控制器的量化論域，計(jì)算所述誤差E的量化因子Ke和所述誤差變化率EC的量化因子Ke。；[0012]制定模糊控制規(guī)則表化zzytable，根據(jù)當(dāng)前的誤差E及其量化因子Ke、誤差變化率EC及其量化因子Kec，計(jì)算輸出調(diào)節(jié)增量AU;[001引更新當(dāng)前周期的輸出控制量化，其中，Uk=Uk_i+AU，Uk_i為上一周期的輸出控制量；[0014]將所述輸出控制量化輸出給剪切機(jī)的剪切執(zhí)行機(jī)構(gòu)，對(duì)所述剪切機(jī)剪切路徑進(jìn)行模糊控制。[0015]其中優(yōu)選的技術(shù)方案是，所述計(jì)算輸出調(diào)節(jié)增量AU的步驟之前，還包括：[0016]判斷所述當(dāng)前的誤差E是否在模糊控制的粗調(diào)范圍內(nèi)，并在判定所述誤差E在模糊控制的粗調(diào)范圍內(nèi)時(shí)，通過(guò)W下步驟計(jì)算所述輸出調(diào)節(jié)增量AU:[0017]計(jì)算輸出調(diào)節(jié)增量參考值A(chǔ)Uref;[0018]依據(jù)當(dāng)前誤差E及量化因子Ke、誤差變化率EC及其量化因子Kec,查找所述模糊控制規(guī)則表化ZZ^able，獲取當(dāng)前模糊控制變量化ZZ州；[0019]根據(jù)AU=Fuzz州*k*AUref，計(jì)算得到所述輸出調(diào)節(jié)增量AU的值;其中，k為大于1的加速調(diào)節(jié)比例因子。[0020]優(yōu)選的技術(shù)方案還有，所述計(jì)算輸出調(diào)節(jié)增量AU的步驟之前，還包括：[0021]判斷所述當(dāng)前的誤差E是否在模糊控制的微調(diào)范圍內(nèi)，并在判定所述誤差E在模糊控制的微調(diào)范圍時(shí)，通過(guò)W下步驟計(jì)算所述輸出調(diào)節(jié)增量AU;[0022]計(jì)算輸出調(diào)節(jié)增量參考值A(chǔ)Uref;[0023]依據(jù)當(dāng)前誤差E及量化因子Ke、誤差變化率EC及其量化因子Kec查找所述模糊控制規(guī)則表化ZZ^able，獲取當(dāng)前模糊控制變量化ZZ州；[0024]根據(jù)AU=Fuz巧U*AUref，計(jì)算得到所述輸出調(diào)節(jié)增量AU的值。[0025]進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案還有，所述計(jì)算輸出調(diào)節(jié)增量參考值A(chǔ)化ef包括：[00%]查找所述模糊控制規(guī)則表Fuz巧化ble，獲取輸出最大量化值Fuz巧Umax;[0027]巧憶系統(tǒng)調(diào)節(jié)時(shí)間T。和系統(tǒng)延遲時(shí)間Td;[0028]測(cè)定系統(tǒng)允許偏差Emax及其對(duì)應(yīng)的最小輸出調(diào)節(jié)增量值A(chǔ)Umin;[0029]根據(jù)AUref《AUmin/Fuz巧Uma巧Tc/Td，計(jì)算得到所述輸出調(diào)節(jié)增量參考值A(chǔ)Uref。[0030]優(yōu)選的技術(shù)方案還有，還包括：[0031]通過(guò)修改或預(yù)先設(shè)定W下參數(shù)中的至少一個(gè)，對(duì)所述剪切機(jī)剪切路徑的模糊控制進(jìn)行調(diào)整；[0032]其中，所述參數(shù)包括:所述系統(tǒng)調(diào)節(jié)時(shí)間Tc、系統(tǒng)延遲時(shí)間Td、輸出調(diào)節(jié)增量參考值A(chǔ)Uref、誤差E、誤差變化率EC的基本論域。[0033]優(yōu)選的技術(shù)方案還有，所述模糊控制器包括：[0034]輸入接口單元，用于獲取檢測(cè)到的剪切機(jī)剪切路徑的實(shí)際輸出值[0035]第一計(jì)算單元，用于根據(jù)剪切機(jī)剪切路徑的標(biāo)準(zhǔn)值Yset和實(shí)際輸出值化，計(jì)算所述剪切機(jī)剪切路徑的誤差E和誤差變化率EC;[0036]第二計(jì)算單元，用于設(shè)定模糊控制器的量化論域，計(jì)算所述誤差E的量化因子Ke和所述誤差變化率EC的量化因子Kec;[0037]第S計(jì)算單元，用于制定模糊控制規(guī)則表化zzytable，根據(jù)當(dāng)前的誤差E及其量化因子Ke、誤差變化率EC及其量化因子Kec，計(jì)算輸出調(diào)節(jié)增量AU;[003引第四計(jì)算單元，用于更新當(dāng)前周期的輸出控制量化，其中，Uk=Uk_i+AU，Uk_功上一周期的輸出控制量；[0039]輸出接口單元，用于將所述輸出控制量化輸出給執(zhí)行機(jī)構(gòu)W對(duì)所述剪切機(jī)剪切路徑進(jìn)行模糊控制。[0040]進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案還有，所述第=計(jì)算單元包括：[0041]查找子單元，用于依據(jù)當(dāng)前誤差E及量化因子Ke、誤差變化率EC及其量化因子Kec,查找模糊控制規(guī)則表化ZZ^able，獲取當(dāng)前模糊控制變量化ZZ州；[0042]判斷子單元，用于判斷所述當(dāng)前的誤差E是否在模糊控制的粗/微調(diào)范圍內(nèi)；[0043]第一計(jì)算子單元，與所述查找子單元連接，用于計(jì)算輸出調(diào)節(jié)增量參考值A(chǔ)Uref;[0044]第二計(jì)算子單元，與所述查找子單元、所述判斷子單元及所述第一計(jì)算子單元連接，用于根據(jù)所述判斷子單元的判斷結(jié)果選擇AU=化ZZ州*k*AUref或者AU=化ZZ州*AUref，[0045]計(jì)算得到所述輸出調(diào)節(jié)增量AU的值;其中，k為大于1的加速調(diào)節(jié)比例因子。[0046]進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案還有，所述第一計(jì)算子單元包括：[0047]查找子模塊，用于查找模糊控制規(guī)則表FUZZyTab1e，獲取輸出最大量化值FuzzyUmax；[0048]第一測(cè)定子模塊，用于測(cè)定系統(tǒng)調(diào)節(jié)時(shí)間Tc和系統(tǒng)延遲時(shí)間Td;[0049]第二測(cè)定子模塊，用于測(cè)定系統(tǒng)允許偏差Emax及其對(duì)應(yīng)的最小輸出調(diào)節(jié)增量值A(chǔ)Umin;[0050]計(jì)算子模塊，與所述查找子模塊、第一測(cè)定子模塊及第二測(cè)定子模塊連接，用于根據(jù)A化ef《AUmin/化Z巧Umax*Te/Td，計(jì)算得到輸出調(diào)節(jié)增量參考值A(chǔ)Uref。[0051]本發(fā)明實(shí)施例的另一目的在于提出一種智能剪切機(jī)的模糊控制系統(tǒng)，W簡(jiǎn)化模糊控制的調(diào)節(jié)，并提高通用性。[0052]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：[0053]-種智能剪切機(jī)的模糊控制系統(tǒng)，包括上述任意一種所述模糊控制器、剪切機(jī)的剪切刀執(zhí)行機(jī)構(gòu)、剪切機(jī)剪切路徑W及測(cè)量裝置;其中，[0054]所述模糊控制器用于將所述輸出控制量化輸出給所述剪切機(jī)的剪切執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述剪切機(jī)的剪切執(zhí)行機(jī)構(gòu)用于根據(jù)所述輸出控制量化對(duì)所述剪切機(jī)剪切路徑進(jìn)行模糊控制；[0055]所述測(cè)量裝置用于檢測(cè)所述剪切機(jī)剪切路徑的實(shí)際輸出值化，并將檢測(cè)數(shù)據(jù)反饋給所述模糊控制器。[0056]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果在于：[0057]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明智能剪切機(jī)的模糊控制方法及其控制系統(tǒng)具有W下優(yōu)勢(shì)：[0058]本發(fā)明中的智能剪切機(jī)的模糊控制方法及控制系統(tǒng)利用模糊控制輸出進(jìn)行增量調(diào)節(jié)，變步長(zhǎng)調(diào)節(jié)與模糊控制相結(jié)合，通用性強(qiáng)，調(diào)節(jié)周期短，針對(duì)不同系統(tǒng)，不需要修改程序，通過(guò)簡(jiǎn)易實(shí)驗(yàn)測(cè)定或預(yù)估出誤差E的量化因子Ke和誤差變化率EC的量化因子Kec,可獲取相對(duì)準(zhǔn)確的輸出控制化，能夠簡(jiǎn)化模糊控制的調(diào)節(jié)，并提高通用性。[0059]并且，本發(fā)明智能剪切機(jī)的模糊控制方法和控制系統(tǒng)采用關(guān)鍵參數(shù)的快速確定方式，可通過(guò)與監(jiān)控裝置配合快速、直觀的實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)參數(shù)的調(diào)節(jié)。【附圖說(shuō)明】[0060]圖1是本發(fā)明智能剪切機(jī)的模糊控制系統(tǒng)的原理框圖?！揪唧w實(shí)施方式】[0061]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步描述。W下實(shí)施例僅用于更加清楚地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能W此來(lái)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。[0062]如附圖I所示，本發(fā)明一種明智能剪切機(jī)的模糊控制方法實(shí)施例為：[0063]為簡(jiǎn)化對(duì)智能剪切機(jī)的模糊控制的調(diào)節(jié)并提高其通用性，本實(shí)施例提出一種模糊控制方法，該模糊控制方法包括：[0064]S102:獲取檢測(cè)到剪切機(jī)的剪切路徑的實(shí)際輸出值[0065]S104:根據(jù)剪切機(jī)剪切路徑的標(biāo)準(zhǔn)值Yset和實(shí)際輸出值Yk,計(jì)算所述剪切機(jī)剪切路徑的誤差E和誤差變化率EC;[0066]S106:設(shè)定智能剪切機(jī)的模糊控制器的量化論域，計(jì)算誤差E的量化因子Ke和誤差變化率EC的量化因子Kec;[0067]S108:制定模糊控制規(guī)則表化ZZ^able，根據(jù)當(dāng)前的誤差E及其量化因子Ke、誤差變化率EC及其量化因子Kec，計(jì)算輸出調(diào)節(jié)增量AU;[006引SllO:根據(jù)化=化_1+AU,將上一周期的輸出控制量化_通新為當(dāng)前周期的輸出控制量化；[0069]S112:將所述輸出控制量化輸出給剪切機(jī)的剪切刀執(zhí)行機(jī)構(gòu)，對(duì)所述剪切機(jī)剪切路徑進(jìn)行模糊控制。[0070]作為一種可選實(shí)施方式，上述糊控制方法還可包括:判斷所述當(dāng)前的誤差E是否在模糊控制的粗調(diào)范圍內(nèi)，并在判定所述誤差E在模糊控制的粗調(diào)范圍內(nèi)時(shí)，S108中，可W通過(guò)W下步驟計(jì)算所述輸出調(diào)節(jié)增量AU:[0071]SlOSa:計(jì)算輸出調(diào)節(jié)增量參考值A(chǔ)Uref;[0072]SlOSb:依據(jù)當(dāng)前誤差E及量化因子Ke、誤差變化率EC及其量化因子Kec,查找模糊控制規(guī)則表化ZZ^able，獲取當(dāng)前模糊控制變量化ZZ州；[0073]SlOSc:根據(jù)AU=化ZZ州沖*AUref，計(jì)算輸出調(diào)節(jié)增量AU的值。其中，k為大于1的加速調(diào)節(jié)比例因子，可選的取值范圍為5~20。[0074]其中，誤差E在模糊控制的粗調(diào)范圍內(nèi)可W是指:誤差E在模糊控制的量化論域范圍之外的情況。例如，模糊控制誤差論域?yàn)閇-3,3]，而實(shí)際誤差絕對(duì)值大于6,此時(shí)，誤差E在模糊控制的粗調(diào)范圍內(nèi)。該粗調(diào)范圍可根據(jù)實(shí)際剪切機(jī)剪切路徑、控制條件進(jìn)行設(shè)置。[0075]上述實(shí)施例中，模糊控制方法利用模糊控制輸出進(jìn)行增量調(diào)節(jié)，變步長(zhǎng)調(diào)節(jié)與模糊控制相結(jié)合，通用性強(qiáng)，調(diào)節(jié)周期短，針對(duì)不同系統(tǒng)，不需要修改程序，通過(guò)簡(jiǎn)易實(shí)驗(yàn)測(cè)定誤差E、誤差變化率EC、調(diào)節(jié)參考值A(chǔ)Uref及加速調(diào)節(jié)比例因子k，可獲取相對(duì)準(zhǔn)確的輸出控制量化，能夠簡(jiǎn)化模糊控制的調(diào)節(jié)，并提高通用性。并且，本發(fā)明智能剪切機(jī)的模糊控制方法和控制系統(tǒng)采用關(guān)鍵參數(shù)的快速確定方式，可通過(guò)與監(jiān)控裝置配合快速、直觀的實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)參數(shù)的調(diào)節(jié)。[0076]作為另一種可選實(shí)施方式，上述智能剪切機(jī)的糊控制方法還可包括:判斷所述當(dāng)前的誤差E是否在模糊控制的微調(diào)范圍內(nèi)，并在判定所述誤差E在模糊控制的微調(diào)范圍時(shí)，S108中，可W通過(guò)W下步驟計(jì)算所述輸出調(diào)節(jié)增量AU:[0077]S108A:計(jì)算輸出調(diào)節(jié)增量參考值A(chǔ)Uref;[007引S108B:依據(jù)當(dāng)前誤差E及量化因子Ke、誤差變化率EC及其量化因子Kec,查找模糊控制規(guī)則表化ZZ^able，獲取當(dāng)前模糊控制變量化ZZ州；[0079]S108C:根據(jù)AU=化ZZ州*AUref，計(jì)算得到輸出調(diào)節(jié)增量AU的值。[0080]其中，誤差E在模糊控制的微調(diào)范圍內(nèi)可W是指:誤差E在模糊控制的量化論域范圍附近的情況。例如，模糊控制誤差論域?yàn)閇-3,3]且實(shí)際誤差為[-6,6]，此時(shí)，誤差E在模糊控制的微調(diào)范圍內(nèi)。該微調(diào)范圍可根據(jù)實(shí)際剪切機(jī)剪切路徑、控制條件進(jìn)行設(shè)置。[0081]需要說(shuō)明的是，"判斷誤差E是否在粗調(diào)范圍"與"判斷誤差E是否在微調(diào)范圍"可為同一判斷操作，也就是說(shuō)，當(dāng)判斷誤差E不在粗調(diào)范圍，則可默認(rèn)設(shè)置誤差E在微調(diào)范圍。[0082]可選的是，上述兩種實(shí)施方式中，計(jì)算輸出調(diào)節(jié)增量參考值A(chǔ)化ef可采用如下步驟：[0083]1)查找模糊控制規(guī)則表Fuz巧化ble，獲取輸出最大量化值Fuz巧Umax;[0084]2)測(cè)定系統(tǒng)調(diào)節(jié)時(shí)間Tc和系統(tǒng)延遲時(shí)間Td;[0085]3)測(cè)定系統(tǒng)允許偏差Emax及其對(duì)應(yīng)的最小輸出調(diào)節(jié)增量值A(chǔ)化in;[0086]4)根據(jù)AUref《AUmin/Fuz巧UmaX*Tc/Td，計(jì)算得到輸出調(diào)節(jié)增量參考值A(chǔ)Uref。[0087]上述實(shí)施例中，使用增量控制方法計(jì)算輸出控制量，即：Uk=Uk_i+AU,其中AU調(diào)芐基準(zhǔn)A化ef由用戶根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)設(shè)定或直接計(jì)算獲取，AU理論值則由模糊控制器根據(jù)當(dāng)前誤差E及誤差變化率EC動(dòng)態(tài)獲取，對(duì)應(yīng)計(jì)算公式如下：[0088]1)如果誤差E遠(yuǎn)在模糊控制的量化范圍之外，如模糊控制誤差量化論域?yàn)閇-3,3]，而實(shí)際誤差量化絕對(duì)值大于6,那么，此時(shí)：AU=化ZZ州沖*AUref[0089]其中，k為大于1的加速調(diào)節(jié)比例因子，取值范圍一般為5~20。[0090]2)如果誤差E在模糊控制的量化范圍附近，例如，模糊控制誤差論域?yàn)閇-3,3]且實(shí)際誤差為[-6，6]，那么，此時(shí)：[0091]AU=F^izz州*AUref[0092]需要指出的是，運(yùn)里可通過(guò)下面的方法確定AUref的大?。篬009引i)AUre證比于控制調(diào)節(jié)周期T。與系統(tǒng)延遲Td的比值。[0094]ii)AUref的大小可滿足:在系統(tǒng)延遲時(shí)間內(nèi)的調(diào)節(jié)增量Sum(AU)引起的響應(yīng)在系統(tǒng)的允許偏差范圍內(nèi)允許的最小調(diào)節(jié)增量(設(shè)為AUmin)，即S皿（Au)《AUmin,由于：[0095]Sum(AU)《Td/Tc*AUref沖UZ巧Umax[0096]其中，化ZZ州max是指模糊控制器輸出的最大U值，如當(dāng)模糊控制器輸出的量化論域?yàn)閇-6，6]時(shí)，則化zzyUmax取值為6，則：[0097]AUref《AUmin/Fuz巧Umax*Tc/Td[0098]運(yùn)樣，可滿足在系統(tǒng)延遲Td時(shí)間范圍內(nèi)的調(diào)節(jié)增量引起的偏差小于系統(tǒng)的允許偏差。[0099]在一可選實(shí)施例中，上述模糊控制方法還可包括：[0100]S114:通過(guò)修改或預(yù)先設(shè)定W下參數(shù)中的至少一個(gè)，對(duì)所述剪切機(jī)剪切路徑的模糊控制進(jìn)行調(diào)整；[0101]其中，所述參數(shù)包括:所述系統(tǒng)調(diào)節(jié)時(shí)間Tc、系統(tǒng)延遲時(shí)間Td、輸出調(diào)節(jié)增量參考值A(chǔ)Uref、誤差E、誤差變化率EC的基本論域。[0102]W上各實(shí)施例介紹了模糊控制方法的一般流程，下面結(jié)合圖1和一實(shí)例對(duì)上述模糊控制方法做進(jìn)一步說(shuō)明，其中，模糊控制方法包括W下步驟：[0103]S202:測(cè)定系統(tǒng)延遲時(shí)間Td。[0104]S204:測(cè)定系統(tǒng)允許偏差對(duì)應(yīng)的最小輸出調(diào)節(jié)增量值A(chǔ)Umin。[010引例如，系統(tǒng)允許偏差為1時(shí)，對(duì)應(yīng)系統(tǒng)響應(yīng)增加或減少1時(shí)對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)增量最小值即為AUmino[0106]S206:根據(jù)最小輸出調(diào)節(jié)增量值A(chǔ)Umin，計(jì)算調(diào)節(jié)增量參考值(調(diào)芐基準(zhǔn)）AUref值。[0107]本步驟中，根據(jù)AUref《AUmin/Fuzz;yUmax*Te/Td，可計(jì)算得到AUref值。[0108]S208:確定誤差E及誤差變化率EC的模糊基本論域。[0109]運(yùn)里，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定誤差E及誤差變化率EC的模糊基本論域，對(duì)應(yīng)誤差基本論域一般為允許偏差的3到5倍，而誤差變化率EC的論域可根據(jù)誤差E論域范圍內(nèi)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)由如下公式獲取：[0110]Ek=Yset-Yk[0111]EC=Ek-Ek-I[0112]Ek-I=化[011引其中，Ek表示當(dāng)前誤差值，Yset表示控制目標(biāo)值，化表示實(shí)際輸出值，Ek_l表示上一周期的誤差值。運(yùn)里，在計(jì)算得到當(dāng)前誤差值化時(shí)，將上一周期的誤差值Em更新為當(dāng)前誤差值化。[0114]S210:設(shè)定模糊控制器的量化論域，計(jì)算誤差E和誤差變化率EC的量化因子Ke、Kec。[0115]例如：當(dāng)模糊控制器的誤差與誤差變化率的量化論域?yàn)閇-6,6]，而誤差基本論域?yàn)閇-3，3]，誤差變化率基本論域?yàn)閇-0.1，0.1]時(shí)，對(duì)應(yīng)誤差E的量化因子為Ke=6/3=2，而誤差變化率EC的量化因子為Kec=6/0.1=60。[0116]S212:根據(jù)誤差E、誤差變化率EC及輸出的量化論域均為[-6，6]，且模糊規(guī)則中的隸屬度函數(shù)，制定模糊控制規(guī)則表化Zzytab1e。[0117]例如:依據(jù)如下模糊控制規(guī)則表，利用matlab工具的化Z巧工具獲取對(duì)應(yīng)的離散化模糊控制規(guī)則表化ZZ^able。[0118]表1模糊控制規(guī)則表[0119][0120]其中，當(dāng)誤差E、誤差變化率EC及輸出的量化論域均為[-6,6]，且模糊規(guī)則中的隸屬度函數(shù)均為S角函數(shù)時(shí)，對(duì)應(yīng)的離散化模糊控制規(guī)則表化ZZyTab1e可如下表所示：[0121]表2離散化模糊控制規(guī)則表Fuzzyhble.......*-C...............:...............;...............:...............，...............、...............V..............................r..............................，.............：.............：............、.[0122][0123]S214:根據(jù)當(dāng)前的誤差E及誤差變化率EC，查找模糊控制規(guī)則表化ZZ^able,獲取當(dāng)前FuzzyU。[0124]FuzzyU=FuzzytableQ，j)[0125]其中，i值可采用W下規(guī)則確定：[0126]當(dāng)E*Ke<-6時(shí)，i=l;[0127]當(dāng)時(shí)Ke<-5且E體e>-6時(shí)，i=2;[012引……[0129]依此類(lèi)推。[0130]與上述類(lèi)似的是，j值可采用W下的規(guī)則確定：[0131]當(dāng)EC*KecX-6時(shí)，j=l;[0132]當(dāng)EC*Ke(3<-祀C*Kec>-6時(shí)，j=2;[0133]……[0134]依此類(lèi)推。[0135]S216:根據(jù)所獲取的化ZZ州和AUref計(jì)算輸出調(diào)節(jié)增量AU值。[0136]本步驟可依據(jù)如下原則計(jì)算輸出調(diào)節(jié)增量AU值：[0137]1)如果誤差遠(yuǎn)在模糊控制的量化論域范圍之外，如模糊控制誤差論域?yàn)閇-3,3]，而實(shí)際誤差絕對(duì)值大于6,此時(shí)：AU=化zzy腫k*AUref。其中，k為大于1的加速調(diào)節(jié)比例因子，可選的取值范圍為5~20。[0138]2)如果誤差在模糊控制的量化論域范圍附近，如模糊控制誤差論域?yàn)閇-3,3]且實(shí)際誤差為[-6，6]，此時(shí)：AU=RizzyU*AUref。[0139]S218:根據(jù)計(jì)算得到的輸出調(diào)節(jié)增量AU,計(jì)算最終輸出控制量化。[0140]依據(jù)如下公式，計(jì)算最終輸出控制量化：[0141]Uk=UkJ+AU[0142]Uki=Uk[0143]此處，通過(guò)上述各步驟，計(jì)算得到當(dāng)前的輸出控制量化，進(jìn)而將模糊控制器的上一周期的輸出控制量化_1，更新為當(dāng)前周期的輸出控制量化。[0144]W上是模糊控制方法的各實(shí)施例，下面結(jié)合圖1對(duì)采用上述模糊控制方法的模糊控制器作W說(shuō)明。[0145]智能剪切機(jī)實(shí)施例：[0146]本實(shí)施例中，為簡(jiǎn)化對(duì)智能剪切機(jī)的模糊控制的調(diào)節(jié)并提高其通用性，提出一種模糊控制器，該模糊控制器包括W下單元：[0147]輸入接口單元，用于獲取檢測(cè)到的剪切機(jī)剪切路徑的實(shí)際輸出值&[0148]第一計(jì)算單元，用于根據(jù)剪切機(jī)剪切路徑的標(biāo)準(zhǔn)值Yset和實(shí)際輸出值化，計(jì)算所述剪切機(jī)剪切路徑的誤差E和誤差變化率EC;[0149]第二計(jì)算單元，用于設(shè)定模糊控制器的量化論域，計(jì)算誤差E的量化因子Ke和誤差變化率EC的量化因子Kec;[0150]第S計(jì)算單元，用于制定模糊控制規(guī)則表化zzytable，根據(jù)當(dāng)前的誤差E及其量化因子Ke、誤差變化率EC及其量化因子Kec，計(jì)算輸出調(diào)節(jié)增量AU;[0151]第四計(jì)算單元，用于根據(jù)化=化_1+AU,將上一周期的輸出控制量化_1更新為當(dāng)前周期的輸出控制量化；[0152]輸出接口單元，用于將所述輸出控制量化輸出給執(zhí)行機(jī)構(gòu)W對(duì)所述剪切機(jī)剪切路徑進(jìn)行模糊控制。[0153]其中，上述各單元中，輸入接口單元、輸出接口單元可分別與第一、第二、第=、第四計(jì)算單元連接，輸出接口單元將各單元的計(jì)算結(jié)果輸出，或者根據(jù)用戶的設(shè)置，選擇輸出用戶指定的計(jì)算結(jié)果。第一、第二、第=、第四計(jì)算單元連接之間可根據(jù)計(jì)算需要，相互調(diào)用數(shù)據(jù)。[0154]在一可選實(shí)施例中，上述第=計(jì)算單元可包括W下子單元：[0155]查找子單元，用于依據(jù)當(dāng)前誤差E及量化因子Ke、誤差變化率EC及其量化因子Kec,查找模糊控制規(guī)則表化ZZ^able，獲取當(dāng)前模糊控制變量化ZZ州；[0156]判斷子單元，用于判斷所述當(dāng)前的誤差E是否在模糊控制的粗/微調(diào)范圍內(nèi)；[0157]第一計(jì)算子單元，與所述查找子單元連接，用于計(jì)算輸出調(diào)節(jié)增量參考值A(chǔ)化ef;[0158]第二計(jì)算子單元，與所述查找子單元、所述判斷子單元及所述第一計(jì)算子單元連接，用于根據(jù)所述判斷子單元的判斷結(jié)果選擇AU=化ZZ州*k*AUref或者AU=化ZZ州*AUref,計(jì)算得到所述輸出調(diào)節(jié)增量AU的值;其中，k為大于1的加速調(diào)節(jié)比例因子。[0159]上述實(shí)施例中，所述第一計(jì)算子單元包括：[0160]查找子模塊，用于查找模糊控制規(guī)則表FUZZyTab1e，獲取輸出最大量化值FuzzyUmax；[0161]第一測(cè)定子模塊，用于測(cè)定系統(tǒng)調(diào)節(jié)時(shí)間Tc和系統(tǒng)延遲時(shí)間Td;[0162]第二測(cè)定子模塊，用于測(cè)定系統(tǒng)允許偏差Emax及其對(duì)應(yīng)的最小輸出調(diào)節(jié)增量值A(chǔ)Umin;[0163]計(jì)算子模塊，與所述查找子模塊、第一測(cè)定子模塊及第二測(cè)定子模塊連接，用于根據(jù)AUref《AUmin/RlZ巧Umax*Te/Td，計(jì)算得到輸出調(diào)節(jié)增量參考值A(chǔ)Uref。[0164]由于本部分裝置實(shí)施例用于實(shí)施前述方法實(shí)施例，二者具有相同的發(fā)明構(gòu)思，因此，相關(guān)實(shí)施方式可參照前述方法實(shí)施例，此處不再寶述。[0165]智能剪切機(jī)空值系統(tǒng)實(shí)施例：[0166]運(yùn)里，為實(shí)現(xiàn)上述模糊控制方法，提出一種智能剪切機(jī)的模糊控制系統(tǒng)，參照?qǐng)D1所示，該模糊控制系統(tǒng)包括:上述任一實(shí)施例所述的模糊控制器、智能機(jī)器的剪切到執(zhí)行機(jī)構(gòu)、剪切機(jī)剪切路徑W及測(cè)量裝置。其中：[0167]模糊控制器用于將所述輸出控制量化輸出給所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)用于根據(jù)所述輸出控制量化對(duì)所述剪切機(jī)剪切路徑進(jìn)行模糊控制；[0168]測(cè)量裝置用于檢測(cè)所述剪切機(jī)剪切路徑的實(shí)際輸出值化，并將檢測(cè)數(shù)據(jù)反饋給模糊控制器。[0169]從上述各實(shí)施例可W看出，本發(fā)明的智能剪切機(jī)的模糊控制方法和控制系統(tǒng)實(shí)施例具有如下優(yōu)點(diǎn)：[0170]本發(fā)明的智能剪切機(jī)的模糊控制方法和控制系統(tǒng)利用模糊控制輸出進(jìn)行增量調(diào)節(jié)，變步長(zhǎng)調(diào)節(jié)與模糊控制相結(jié)合，通用性強(qiáng)，調(diào)節(jié)周期短，針對(duì)不同系統(tǒng)，不需要修改程序，通過(guò)簡(jiǎn)易實(shí)驗(yàn)測(cè)定或預(yù)估出系統(tǒng)延時(shí)及輸入輸出比例參數(shù)(如誤差E的量化因子Ke和誤差變化率EC的量化因子Kec)，可獲取相對(duì)準(zhǔn)確的調(diào)節(jié)參數(shù)(輸出控制量化）。[0171]并且，本發(fā)明智能剪切機(jī)的模糊控制方法和控制系統(tǒng)采用關(guān)鍵參數(shù)的快速確定方式，可通過(guò)與監(jiān)控裝置配合快速、直觀的實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)參數(shù)的調(diào)節(jié)。通過(guò)監(jiān)控界面對(duì)系統(tǒng)調(diào)節(jié)時(shí)間Tc、系統(tǒng)延遲時(shí)間Td、輸出調(diào)節(jié)增量參考值A(chǔ)Uref，誤差E、誤差變化率EC的基本論域進(jìn)行設(shè)定，進(jìn)一步增強(qiáng)系統(tǒng)的靈活與實(shí)用性。[0172]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，上述的本發(fā)明的各模塊或各步驟可W用通用的計(jì)算裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，它們可W集中在單個(gè)的計(jì)算裝置上，或者分布在多個(gè)計(jì)算裝置所組成的網(wǎng)絡(luò)上，可選地，它們可W用計(jì)算裝置可執(zhí)行的程序代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而，可W將它們存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中由計(jì)算裝置來(lái)執(zhí)行，或者將它們分別制作成各個(gè)集成電路模塊，或者將它們中的多個(gè)模塊或步驟制作成單個(gè)集成電路模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。運(yùn)樣，本發(fā)明不限制于任何特定的硬件和軟件結(jié)合。所述存儲(chǔ)裝置為非易失性存儲(chǔ)器，如:R0M/RAM、閃存、磁碟、光盤(pán)等。[0173]W上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可W做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，運(yùn)些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍?！局鳈?quán)項(xiàng)】1.一種智能裁剪機(jī)的模糊控制方法，其特征在于，包括：獲取檢測(cè)到的剪切機(jī)剪切路徑的實(shí)際輸出值Yk;根據(jù)所述剪切機(jī)剪切路徑的標(biāo)準(zhǔn)值Yset和實(shí)際輸出值Yk，計(jì)算所述剪切機(jī)剪切路徑的誤差E和誤差變化率EC;設(shè)定模糊控制器的量化論域，計(jì)算所述誤差E的量化因子Ke和所述誤差變化率EC的量化因子Kec;制定模糊控制規(guī)則表Fuzzytable，根據(jù)當(dāng)前的誤差E及其量化因子Ke、誤差變化率EC及其量化因子Kec，計(jì)算輸出調(diào)節(jié)增量△U;更新當(dāng)前周期的輸出控制量Uk，其中，Uk=UkJ+ΔU，Ukj為上一周期的輸出控制量；將所述輸出控制量Uk輸出給剪切機(jī)的剪切刀執(zhí)行機(jī)構(gòu)，對(duì)所述剪切機(jī)剪切路徑進(jìn)行模糊控制。2.如權(quán)利要求1所述的智能裁剪機(jī)的模糊控制方法，其特征在于，所述計(jì)算輸出調(diào)節(jié)增量ΔU的步驟之前，還包括：判斷所述當(dāng)前的誤差E是否在模糊控制的粗調(diào)范圍內(nèi)，并在判定所述誤差E在模糊控制的粗調(diào)范圍內(nèi)時(shí)，通過(guò)以下步驟計(jì)算所述輸出調(diào)節(jié)增量AU:計(jì)算輸出調(diào)節(jié)增量參考值△Uref;依據(jù)當(dāng)前誤差E及量化因子Ke、誤差變化率EC及其量化因子Kec，查找所述模糊控制規(guī)則表FuzzyTable，獲取當(dāng)前模糊控制變量FuzzyU;根據(jù)△U=FuzzyU*k*△Uref，計(jì)算得到所述輸出調(diào)節(jié)增量△U的值;其中，k為大于1的加速調(diào)節(jié)比例因子。3.如權(quán)利要求1所述的智能裁剪機(jī)的模糊控制方法，其特征在于，所述計(jì)算輸出調(diào)節(jié)增量ΔU的步驟之前，還包括：判斷所述當(dāng)前的誤差E是否在模糊控制的微調(diào)范圍內(nèi)，并在判定所述誤差E在模糊控制的微調(diào)范圍時(shí)，通過(guò)以下步驟計(jì)算所述輸出調(diào)節(jié)增量Δυ;計(jì)算輸出調(diào)節(jié)增量參考值△Uref;依據(jù)當(dāng)前誤差E及量化因子Ke、誤差變化率EC及其量化因子Kec查找所述模糊控制規(guī)則表FuzzyTable，獲取當(dāng)前模糊控制變量FuzzyU;根據(jù)△U=FuzzyU*△Uref，計(jì)算得到所述輸出調(diào)節(jié)增量△U的值。4.如權(quán)利要求2或3所述的智能裁剪機(jī)的模糊控制方法，其特征在于，所述計(jì)算輸出調(diào)節(jié)增量參考值ΔUref包括：查找所述模糊控制規(guī)則表FuzzyTable，獲取輸出最大量化值FuzzyUmax;測(cè)定系統(tǒng)調(diào)節(jié)時(shí)間T。和系統(tǒng)延遲時(shí)間Td;測(cè)定系統(tǒng)允許偏差Emax及其對(duì)應(yīng)的最小輸出調(diào)節(jié)增量值△Umin;根據(jù)ΔUref彡ΔUmin/FuzzyUmax*Tc/Td，計(jì)算得到所述輸出調(diào)節(jié)增量參考值ΔUref。5.如權(quán)利要求4所述的智能裁剪機(jī)的模糊控制方法，其特征在于，還包括：通過(guò)修改或預(yù)先設(shè)定以下參數(shù)中的至少一個(gè)，對(duì)所述剪切機(jī)剪切路徑的模糊控制進(jìn)行調(diào)整；其中，所述參數(shù)包括:所述系統(tǒng)調(diào)節(jié)時(shí)間T。、系統(tǒng)延遲時(shí)間Td、輸出調(diào)節(jié)增量參考值△Uref、誤差E、誤差變化率EC的基本論域。6.如權(quán)利要求1所述的智能裁剪機(jī)的模糊控制方法，其特征在于，所述模糊控制器包括：輸入接口單元，用于獲取檢測(cè)到的剪切機(jī)剪切路徑的實(shí)際輸出值Yk;第一計(jì)算單元，用于根據(jù)剪切機(jī)剪切路徑的標(biāo)準(zhǔn)值Yset和實(shí)際輸出值Yk，計(jì)算所述剪切機(jī)剪切路徑的誤差E和誤差變化率EC;第二計(jì)算單元，用于設(shè)定模糊控制器的量化論域，計(jì)算所述誤差E的量化因子t和所述誤差變化率EC的量化因子Kec;第三計(jì)算單元，用于制定模糊控制規(guī)則表Fuzzytable，根據(jù)當(dāng)前的誤差E及其量化因子Ke、誤差變化率EC及其量化因子Kec，計(jì)算輸出調(diào)節(jié)增量ΔU;第四計(jì)算單元，用于更新當(dāng)前周期的輸出控制量Uk，其中，Udi+ALUk」為上一周期的輸出控制量；輸出接口單元，用于將所述輸出控制量Uk輸出給執(zhí)行機(jī)構(gòu)以對(duì)所述剪切機(jī)剪切路徑進(jìn)行模糊控制。7.如權(quán)利要求6所述的智能裁剪機(jī)的模糊控制方法，其特征在于，所述第三計(jì)算單元包括：查找子單元，用于依據(jù)當(dāng)前誤差E及量化因子Ke、誤差變化率EC及其量化因子Ke。，查找模糊控制規(guī)則表FuzzyTable，獲取當(dāng)前模糊控制變量FuzzyU;判斷子單元，用于判斷所述當(dāng)前的誤差E是否在模糊控制的粗/微調(diào)范圍內(nèi)；第一計(jì)算子單元，與所述查找子單元連接，用于計(jì)算輸出調(diào)節(jié)增量參考值A(chǔ)Urrf;第二計(jì)算子單元，與所述查找子單元、所述判斷子單元及所述第一計(jì)算子單元連接，用于根據(jù)所述判斷子單元的判斷結(jié)果選擇ΔU=FuzzyU*k*ΔUref或者ΔU=FuzzyU*ΔUref，計(jì)算得到所述輸出調(diào)節(jié)增量AU的值;其中，k為大于1的加速調(diào)節(jié)比例因子。8.如權(quán)利要求7所述的智能裁剪機(jī)的模糊控制方法，其特征在于，所述第一計(jì)算子單元包括：查找子模塊，用于查找模糊控制規(guī)則表FuzzyTable，獲取輸出最大量化值FuzzyUmax;第一測(cè)定子模塊，用于測(cè)定系統(tǒng)調(diào)節(jié)時(shí)間T。和系統(tǒng)延遲時(shí)間Td;第二測(cè)定子模塊，用于測(cè)定系統(tǒng)允許偏差Emax及其對(duì)應(yīng)的最小輸出調(diào)節(jié)增量值△Umin;計(jì)算子模塊，與所述查找子模塊、第一測(cè)定子模塊及第二測(cè)定子模塊連接，用于根據(jù)AUref彡ΔUmin/FuzzyUmax*Tc/Td，計(jì)算得到輸出調(diào)節(jié)增量參考值ΔUref。9.一種智能剪切機(jī)的模糊控制系統(tǒng)，其特征在于，包括:權(quán)利要求6至8任一項(xiàng)所述的模糊控制器、剪切機(jī)的剪切刀執(zhí)行機(jī)構(gòu)、剪切機(jī)剪切路徑以及測(cè)量裝置;其中，所述模糊控制器用于將所述輸出控制量Uk輸出給所述剪切機(jī)的剪切執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述剪切機(jī)的剪切執(zhí)行機(jī)構(gòu)用于根據(jù)所述輸出控制量Uk對(duì)所述剪切機(jī)剪切路徑進(jìn)行模糊控制；所述測(cè)量裝置用于檢測(cè)所述剪切機(jī)剪切路徑的實(shí)際輸出值Yk，并將檢測(cè)數(shù)據(jù)反饋給所述模糊控制器。【文檔編號(hào)】G05B13/04GK106019943SQ201610516896【公開(kāi)日】2016年10月12日【申請(qǐng)日】2016年7月2日【發(fā)明人】尹智勇【申請(qǐng)人】上海和鷹機(jī)電科技股份有限公司