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閉口閃電測試儀的摹擬扼制運用
閉口閃電測試儀的摹擬扼制運用組成(cheng)。
　　系統(tong)由個(ge)人計算機（PC機），數據采集卡，信(xin)號調理電(dian)路，噴(pen)嘴等組成。系統(tong)結構圖(tu)如(ru)圖(tu)1所(suo)示。
　　PC機主頻為PⅢ1.7GHz，內存256Mb.數據采(cai)集卡使用美國國家儀器(qi)公司（NI）PCI-6024E型DAQ卡(ka)，是基于PCI總線的12位(wei)低價，多功能(neng)數據采(cai)集卡，*高采(cai)樣速(su)率200kSa/s，16個單端模擬輸入(ru)（或(huo)8個差分模擬輸(shu)入(ru)），8個數(shu)字輸入/輸出，2個模擬輸(shu)出，2個20MHz，24位計數器/定(ding)時器。
　　傳感器(qi)使用(yong)了磁(ci)電式轉(zhuan)速傳感器(qi)，裝在位于曲(qu)軸上的"60-2-2"齒的(de)傳(chuan)感器輪。傳(chuan)感器輪圓周(zhou)上，有56個齒(chi)和2個(ge)2個(ge)齒的(de)齒缺，齒缺相(xiang)距180度，并作為確定曲軸(zhou)位置的參考標(biao)記(ji)。主軸(zhou)每轉一圈(quan)傳(chuan)感(gan)器輸出60個電脈沖信號(hao)。
　　信號調理(li)電路是(shi)自行(xing)設計的(de)(de)，由含(han)比較器，施密特觸發(fa)器等器件組成，實現(xian)轉(zhuan)速信號的(de)(de)增益，濾波(bo)和整形，以及實現(xian)控制(zhi)信號的(de)(de)隔離(li)，放大(da)以滿足噴嘴電磁閥工作要求（12V，30～40A）。
　　泵噴(pen)嘴內含(han)噴(pen)嘴電(dian)磁閥（型號為(wei)N240），用以(yi)調節泵噴嘴的噴射(she)始點(dian)和噴油(you)量。PC機發(fa)出(chu)控制信(xin)號給噴(pen)嘴電磁閥(fa)(fa)后，電磁線(xian)圈將電磁閥(fa)(fa)針閥(fa)(fa)壓到閥(fa)(fa)座內(nei)，切斷至(zhi)泵噴(pen)嘴單元高壓腔的通道，噴(pen)射(she)(she)循環開(kai)始。噴(pen)油量由電磁閥(fa)(fa)激活時間的長短決定。只要噴(pen)嘴電磁閥(fa)(fa)關閉，燃油即被噴(pen)射(she)(she)至(zhi)燃燒室內(nei)。
　　閉口閃電測試儀的摹擬扼制運用設(she)計。
　　利用圖形(xing)化的虛擬儀(yi)器軟(ruan)件NI的LabVIEW7.0專業開發版和(he)附帶的模糊邏輯工(gong)具包，FCT）編寫了模糊(hu)控制(zhi)器的設計和系統用戶操作界面。
　　2.1模(mo)糊控制的構(gou)建(jian)與實現。
　　模糊控(kong)(kong)制是基于規(gui)則的一種(zhong)智(zhi)能控(kong)(kong)制，它不(bu)依賴于被控(kong)(kong)對象的**數學模型，特別適宜對具有多輸(shu)入-多(duo)輸出的(de)強耦合性(xing)，參數的(de)時(shi)變(bian)性(xing)和(he)嚴重(zhong)的(de)非線(xian)性(xing)與(yu)不(bu)確定性(xing)的(de)復(fu)雜系統或過程(cheng)(cheng)的(de)控(kong)制(zhi)，且控(kong)制(zhi)方法簡單，實際效果好，近(jin)年(nian)來(lai)在(zai)各(ge)個工(gong)程(cheng)(cheng)領域得到了(le)廣泛應用。經典的(de)模糊控(kong)制(zhi)器(qi)是以誤(wu)差和(he)誤(wu)差變(bian)化量為輸入(ru)的(de)二維(wei)結(jie)構形式，它和(he)常規(gui)的(de)PID調節器相比具有無須建立被(bei)控對象的(de)數學模型，對被(bei)控對象的(de)非線性(xing)(xing)和時變性(xing)(xing)具有一定的(de)適應能力和魯棒性(xing)(xing)較好等特(te)點。
　　模糊控制器的設(she)計可以通(tong)過(guo)(guo)專(zhuan)用的模糊邏輯開(kai)發工(gong)具，但價格相(xiang)對昂貴。而如果(guo)通(tong)過(guo)(guo)自行(xing)編程完成模糊控制器的設(she)計，則(ze)開(kai)發時間較(jiao)長且通(tong)用性較(jiao)差(cha)。
　　NI提供了基于的FCT，通過它可以在(zai)Lab-VIEW環境下方便快速地實現基本模糊控(kong)制(zhi)器的(de)設(she)計(ji)。
　　2.1.1LabVIEW和是(shi)一種基于數據流，多線程(cheng)(cheng)的圖形化編程(cheng)(cheng)語言-G語言。Lab-VIEW中的(de)程序由(you)前面板（用戶界面）和(he)程序框圖組(zu)成，其后(hou)綴為。vi（含有(you)虛擬儀(yi)器的意思），所以(yi)也稱為VI，每個VI可以作為子VI被調用。
　　的FCT用(yong)于設(she)計(ji)和完成基于規則的(de)(de)模(mo)糊邏輯(ji)系統，主要(yao)應用(yong)領域為工業過程控制(zhi)及專家決策，它主要(yao)由模(mo)糊邏輯(ji)控制(zhi)器設(she)計(ji)模(mo)塊以及三個(ge)不同(tong)功能的(de)(de)VI組成：模(mo)糊控制器VI（，模糊控制(zhi)器載入VI和(he)模糊控制(zhi)測試VI。模(mo)塊(kuai)通過點擊下拉式菜單(dan)……獲(huo)得，模(mo)塊操(cao)作界面菜(cai)單里面主要有模(mo)糊(hu)集(ji)合編輯(ji)器(qi)，模(mo)糊(hu)規則庫編輯(ji)器(qi)和輸入輸出(chu)性能(neng)測試(shi)器(qi)三個(ge)選擇。通過它(ta)們，用戶可以直(zhi)觀方(fang)便地定義和修改模(mo)糊(hu)控制器(qi)的隸屬函數（三角型，梯形(xing)，Z型(xing)，S型或自定義），控制規則，解模糊方法（中位數法，*大隸屬(shu)度法和(he)加權平均法），推(tui)理算法（推(tui)理方法為max-min合成(cheng)法(fa)）相關參數，并對(dui)模糊控制器(qi)的輸入輸出性能進行初步(bu)檢驗(yan)和測試。*后，把設(she)計好的模糊邏輯控制器(qi)模塊保存為(wei)。文件(jian)。
　是設(she)計好的(de)模(mo)糊控制器的(de)載體(ti)，配(pei)合其它部分實現完整(zheng)的(de)功能(neng)。每(mei)個控制器輸入量*多可(ke)為4個，輸(shu)出量為1個(ge)，也可將多個(ge)控制(zhi)器(qi)并聯，從而實(shi)現更多變量的輸入輸出。模糊控制(zhi)器(qi)主要(yao)完成三方面功(gong)能，即(ji)將輸入量模糊化，進(jin)行模糊推理和反模糊化，因此FuzzyController.vi由Fuzzify.vi，Inferenz4.vi和(he)Defuzy.vi三個子VI組(zu)成。
　　LoadFuzzyController.vi與FuzzyController.vi連續。通(tong)過它(ta)將(jiang)存(cun)于。fc數據文件中的所有模(mo)糊(hu)控制器參(can)數加(jia)載(zai)到(dao)模(mo)糊(hu)控制器VI中。
　　TestFuzzyControl.vi作為一(yi)個通用模糊(hu)控制(zhi)器直接應用于控制(zhi)的系統(tong)，并可用來測試(shi)所設計的模糊(hu)控制(zhi)器的基本控制(zhi)性能。
　　2.1.2閉(bi)口閃(shan)電測(ce)試(shi)儀的摹擬扼制運用。
　　在LabVIEW環境下，通過(guo)FCT設計完成(cheng)的一(yi)個二維柴油(you)機噴(pen)油(you)量模(mo)糊控制器，如(ru)圖2所示。該(gai)模糊控(kong)制(zhi)器(qi)用(yong)于控(kong)制(zhi)噴(pen)油(you)泵內的噴(pen)油(you)量控(kong)制(zhi)電磁閥，進而控(kong)制(zhi)噴(pen)油(you)量。其中輸入(ru)變量為轉速(su)S和實際轉速S0之(zhi)間的誤差E及轉速誤(wu)差的變化EC，輸出控制量(liang)為噴油量(liang)U.設計(ji)步驟為。
　　（1）在LabVIEW環境下運(yun)行FCT，打(da)開FuzzyLogicControlDesign模(mo)塊，并通過具有(you)交互式界面的FuzzySetEditor（如(ru)圖(tu)3）設(she)計輸入，輸出變(bian)量的論域范圍及各個語言變(bian)量的隸屬函數形狀等(deng)參數。3個(ge)變量E，EC和U的隸(li)屬(shu)函數取為三角形，論域均離(li)散(san)為[-6，-5，-4，-3，-2-1，0，1，2，3，4，5，6]13級，并分為負大(da)NB，負小NS，零0，正(zheng)小(xiao)PS，正大PB等5個語言(yan)變(bian)量值。可以(yi)看到，通過該模(mo)糊(hu)集(ji)合編輯器可以(yi)直觀(guan)方便(bian)地(di)進行各項參數(shu)的(de)設(she)計和修改。
　　（2）通過RulebaseEditor確(que)定"IF……THEN……"形式的(de)模糊控制規(gui)則(ze)，并選擇相應(ying)的(de)推理算(suan)法(fa)(fa)和解模糊方法(fa)(fa)等。由(you)該編(bian)輯器進行模糊控制規(gui)則(ze)的(de)設計(ji)(ji)非常方便，它將輸入量的(de)各(ge)語(yu)(yu)言變量自(zi)動匹配，而設計(ji)(ji)者(zhe)只需通過交(jiao)互(hu)式的(de)圖(tu)形環境選擇相應(ying)的(de)輸出語(yu)(yu)言變量，這(zhe)就(jiu)大大簡(jian)化了規(gui)則(ze)的(de)設計(ji)(ji)和修改，另外，還(huan)可為每條規(gui)則(ze)選擇加權(quan)值，以(yi)便進行規(gui)則(ze)的(de)優(you)化。本設計(ji)(ji)**有控制規(gui)則(ze)25條(tiao)(tiao)，每條(tiao)(tiao)規則的加權(quan)值都缺省(sheng)為1，推理算法(fa)為(wei)max-min合成法(fa)，解模糊方法(fa)采用取*大隸屬度法(fa)。
　　（3）通過(guo)I-OCharacteristic（如圖5），對設計(ji)的(de)模(mo)糊控制器輸出(chu)特(te)性進行(xing)(xing)初步測(ce)試和分析，比(bi)如驗證(zheng)控制規則是(shi)否完備，是(shi)否有規則沖突等，以對其(qi)進行(xing)(xing)必要的(de)優化和修(xiu)改。
　　（4）將(jiang)設計好(hao)的(de)模(mo)糊控(kong)制器保存在一個后綴(zhui)名(ming)為控(kong)制系(xi)統。
　　（5）在LabVIEW環(huan)境下設計(ji)相應的前面板用戶界面和后臺的程(cheng)序(xu)框圖，并通過FuzzyController.vi和LoadFuzzyController.vi將設計好的模糊控(kong)制器融入程序框圖(tu)中（如(ru)圖(tu)6所示），配合程序的其他部分實現所要完成(cheng)的功能。
　　（6）運行程序(xu)，根據LoadFuzzyController.vi彈(dan)出的對話框提(ti)示，加載(zai)FUELcontrol.fc文(wen)件。如程序運行出現問題(ti)，可以利用LabVIEW提供的數據探針(zhen)，單步執行(xing)，高亮顯示等(deng)工具進行(xing)檢查和調試；如模糊控(kong)制器的控(kong)制效果出現問題(ti)，則可返回（1）對(dui)其進行修改或優化。
　　從以(yi)(yi)上(shang)步驟可以(yi)(yi)看出，通(tong)過LabVIEW及(ji)其模(mo)糊邏輯工具包(bao)提(ti)供的(de)交(jiao)互式的(de)圖形(xing)編程環(huan)境(jing)，可以(yi)方便高效地(di)進行基本模(mo)糊控(kong)制器的(de)設計。
　　2.2閉口閃電測試儀的摹(mo)擬扼制(zhi)運用。
　　用戶(hu)操(cao)作界面，含有主操(cao)作界面，數據存(cun)儲模(mo)塊，報表打印模(mo)塊和歷(li)史回訪模(mo)塊組(zu)成。其中，主操(cao)作界面分為噴油量(liang)輸出和轉(zhuan)速反饋輸入兩(liang)個區，實現對轉(zhuan)速信號采(cai)集和噴油量(liang)控制輸出。
　　噴油(you)量輸出區(qu)包(bao)括(kuo)(kuo)包(bao)括(kuo)(kuo)噴油(you)量及其(qi)變化(hua)趨勢顯(xian)示(shi)，日期時(shi)間等(deng)顯(xian)示(shi)，刷新(xin)頻率，初始值等(deng)設(she)置(zhi)；轉(zhuan)速(su)反饋輸入區(qu)控制部分包(bao)括(kuo)(kuo)曲軸(zhou)轉(zhuan)速(su)及其(qi)變化(hua)趨勢，超(chao)過極限亮燈顯(xian)示(shi)，設(she)定值，控制開關，采樣率設(she)置(zhi)等(deng)。
　　當信號(hao)采集(ji)完成(cheng)后，數據直接存入EXCEL，格式為時間，日期(qi)，轉速，噴油量等(deng)參數，并同時在數據旁邊描繪出散點(dian)圖。
　　3閉口閃電測試儀的摹擬扼制運用。
　　應用虛擬儀器(qi)技術，快(kuai)速(su)的(de)設計(ji)了用于控(kong)制柴油(you)機(ji)噴(pen)油(you)量的(de)模糊控(kong)制系統。
　　本文作者**點在于：系(xi)統硬件(jian)(jian)上(shang)，自主開發了(le)(le)信號調(diao)理模塊，采用了(le)(le)先進的泵噴嘴執行機構，系(xi)統軟(ruan)件(jian)(jian)上(shang)應(ying)用了(le)(le)虛擬(ni)儀器軟(ruan)件(jian)(jian)LabVIEW及其FuzzyControlToolkit工具包，根據柴油機轉(zhuan)速的(de)反饋信號，對(dui)噴油量進行模糊控(kong)制，*終達到穩(wen)態的(de)轉(zhuan)速穩(wen)定。
　　系統(tong)應(ying)用反映了系統(tong)操作界面友好直觀(guan)方便(bian)，操作方便(bian)，擴展(zhan)容易等特點(dian)。
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