專利名稱：黃金分割智能控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及智能控制器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種黃金分割智能控制器。
背景技術(shù)：
當(dāng)前智能儀表、PLC、DDC大多采用PID控制算法來實(shí)現(xiàn)過程變量的控制，也有采用模糊算法的。PID算法是工業(yè)過程控制最常用的一種算法，控制精度高，但存在整定參數(shù)較多、整定方法較復(fù)雜、整定過程較長(zhǎng)的問題；而模糊算法智能程度較高，幾乎不需整定，但存在控制精度不如PID控制精度高的問題。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種黃金分割智能控制器，它基于黃金分割定理實(shí)現(xiàn)的黃金分割智能控制算法綜合了 PID控制和模糊算法的優(yōu)點(diǎn)，具有整定參數(shù)少、控制速度快、控制精度高的特點(diǎn)，具有使用簡(jiǎn)單及較優(yōu)異的控制性能。為了解決背景技術(shù)所存在的問題，本實(shí)用新型是采用以下技術(shù)方案它包含Al調(diào)理電路I、AO調(diào)理電路2、A/D轉(zhuǎn)換器3、D/A轉(zhuǎn)換器4、DC/DC電源5、光電隔離電路6、LonWorks接口 7、CPU8、DC/DC隔離電源9、DI光電隔離電路10、DI擴(kuò)展電路11、DO擴(kuò)展電路12和DO光電隔離電路13，Al調(diào)理電路I與A/D轉(zhuǎn)換器3連接，D/A轉(zhuǎn)換器4與AO調(diào)理電路2連接，A/D轉(zhuǎn)換器3通過SPI接口與光電隔離電路6連接，光電隔離電路6通過SPI接口與D/A轉(zhuǎn)換器4連接，光電隔離電路6通過SPI接口與CPU8相互連接，DC/DC電源5分別與A/D轉(zhuǎn)換器3、D/A轉(zhuǎn)換器4和光電隔離電路6連接，CPU8與Lon Works接口 7相互連接，CPU8通過IIC總線分別與DI擴(kuò)展電路11、D0擴(kuò)展電路12相互連接，DI光電隔離電路10與DI擴(kuò)展電路11連接，DO擴(kuò)展電路12與DO光電隔離電路13連接，DC/DC隔離電源9分別與光電隔離電路6、CPU8、DI擴(kuò)展電路11、DO擴(kuò)展電路12連接。所述的CPU8采用FT3150芯片。所述的DC/DC電源5和DC/DC隔離電源9均與DC24V電源連接。本實(shí)用新型根據(jù)黃金分割定理，黃金分割點(diǎn)系數(shù)K=O. 618，用黃金分割點(diǎn)去逼近目標(biāo)點(diǎn)，具有合理快速的特點(diǎn)，應(yīng)用在控制系統(tǒng)中，只要合理選擇采樣間隔時(shí)間T，為防震蕩再結(jié)合死區(qū)控制原理，將具有非常好的控制效果。本實(shí)用新型基于黃金分割定理實(shí)現(xiàn)的黃金分割智能控制算法綜合了 PID控制和模糊算法的優(yōu)點(diǎn)，具有整定參數(shù)少、控制速度快、控制精度高的特點(diǎn)，具有使用簡(jiǎn)單及較優(yōu)異的控制性能。


圖I為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2-圖3為本實(shí)用新型的控制原理示意圖。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)DI-圖3，本具體實(shí)施方式
采用以下技術(shù)方案它包含Al調(diào)理電路I、AO調(diào)理電路2、A/D轉(zhuǎn)換器3、D/A轉(zhuǎn)換器4、DC/DC電源5、光電隔離電路6、Lon Works接口 7、CPU8、DC/DC隔離電源9、DI光電隔離電路10、DI擴(kuò)展電路11、DO擴(kuò)展電路12和DO光電隔離電路13，AI調(diào)理電路I與A/D轉(zhuǎn)換器3連接，D/A轉(zhuǎn)換器4與AO調(diào)理電路2連接，A/D轉(zhuǎn)換器3通過SPI接口與光電隔離電路6連接，光電隔離電路6通過SPI接口與D/A轉(zhuǎn)換器4連接，光電隔離電路6通過SPI接口與CPU8相互連接，DC/DC電源5分別與A/D轉(zhuǎn)換器3、D/A轉(zhuǎn)換器4和光電隔離電路6連接，CPU8與Lon Works接口 7相互連接，CPU8通過IIC總線分別與DI擴(kuò)展電路11、DO擴(kuò)展電路12相互連接，DI光電隔離電路10與DI擴(kuò)展電路11連接，DO擴(kuò)展電路12與DO光電隔離電路13連接，DC/DC隔離電源9分別與光電隔離電路6、CPU8、DI擴(kuò)展電路11、DO擴(kuò)展電路12連接。所述的CPU8采用FT3150芯片。所述的DC/DC電源5和DC/DC隔離電源9均與DC24V電源連接。本具體實(shí)施方式
的原理為根據(jù)黃金分割定理，黃金分割點(diǎn)系數(shù)K=O. 618,用黃金分割點(diǎn)去逼近目標(biāo)點(diǎn)，具有合理快速的特點(diǎn)，應(yīng)用在控制系統(tǒng)中，只要合理選擇采樣間隔時(shí)間T，為防震蕩再結(jié)合死區(qū)控制原理，將具有非常好的控制效果。以溫度控制的反作用(制冷)控制過程描述其控制原理控制過程的輸出值為CV，設(shè)定值為SP，測(cè)量值為PV，死區(qū)值為DB，過程的最大輸出值MAX，過程的最小輸出值MIN。對(duì)于溫度控制系統(tǒng)，反作用控制相當(dāng)于制冷控制過程，即當(dāng)設(shè)定值SP小于測(cè)量值PV時(shí)，要加大控制輸出值CV，直到測(cè)量值PV穩(wěn)定在設(shè)定值SP附近；當(dāng)設(shè)定值SP大于測(cè)量值PV時(shí)，要減小控制輸出值CV，直到測(cè)量值PV穩(wěn)定在設(shè)定值SP附近。如圖2，sp - PV〈 0的情況首先判斷|sp - pvI是否小于死區(qū)值DB，若小于，說明系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)，則維持輸出值CV不變，否則，需要在當(dāng)前CV值與最大值之間找到一個(gè)輸出值，首次計(jì)算假定CV值等于最小值MIN，則計(jì)算的第一次CVl=O. 382* (MAX-MIN)，經(jīng)過采樣間隔時(shí)間T，仍先判斷|SP - PVl是否小于死區(qū)值DB，若小于，說明系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)，則維持輸出值CV不變，否則，需要在當(dāng)前CV值與最大值之間找到一個(gè)輸出值，則計(jì)算的第二次CV2=0. 382* (MAX-CVl)，以此類推，最后系統(tǒng)會(huì)穩(wěn)定在CVP值。如圖3，SP - pv > 0的情況也是首先判斷Isp - pv|是否小于死區(qū)值DB，若小于，說明系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)，則維持輸出值CV不變，否則，需要在當(dāng)前CV值與最小值之間找到一個(gè)輸出值，首次計(jì)算假定CV值等于最大值MAX，則計(jì)算的第一次CV4=0. 618* (MAX-MIN),經(jīng)過采樣間隔時(shí)間T，仍先判斷SP - PV是否小于死區(qū)值DB，若小于，說明系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)，則維持輸出值CV不變，否則，需要在當(dāng)前CV值與最小值之間找到一個(gè)輸出值，則計(jì)算的第二次CV2=0. 618*(CV4-MIN)，以此類推，最后系統(tǒng)會(huì)穩(wěn)定在CVP 值。系統(tǒng)收斂的很快，只要唯一的參數(shù)采樣間隔時(shí)間T選擇合理，結(jié)合死區(qū)控制原理，系統(tǒng)也很穩(wěn)定。本具體實(shí)施方式
基于黃金分割定理實(shí)現(xiàn)的黃金分割智能控制算法綜合了 PID控制和模糊算法的優(yōu)點(diǎn)，具有整定參數(shù)少、控制速度快、控制精度高的特點(diǎn)，具有使用簡(jiǎn)單及較優(yōu)異的控制性能。
權(quán)利要求1.黃金分割智能控制器，其特征在于它包含Al調(diào)理電路(1)、A0調(diào)理電路⑵、A/D轉(zhuǎn)換器(3)、D/A 轉(zhuǎn)換器(4)、DC/DC 電源(5)、光電隔離電路(6) ,Lon Works 接口 (7) XPU (8)、DC/DC隔離電源(9)、DI光電隔離電路(10)、DI擴(kuò)展電路(11)、DO擴(kuò)展電路(12)和DO光電隔離電路(13)，AI調(diào)理電路⑴與A/D轉(zhuǎn)換器(3)連接，D/A轉(zhuǎn)換器⑷與AO調(diào)理電路(2)連接，A/D轉(zhuǎn)換器(3)通過SPI接口與光電隔離電路(6)連接，光電隔離電路(6)通過SPI接口與D/A轉(zhuǎn)換器⑷連接，光電隔離電路(6)通過SPI接口與CPU(8)相互連接，DC/DC電源(5)分別與A/D轉(zhuǎn)換器(3)、D/A轉(zhuǎn)換器(4)和光電隔離電路(6)連接，CPU(8)與Lon Works接口 (7)相互連接，CPU(8)通過IIC總線分別與DI擴(kuò)展電路(11)、D0擴(kuò)展電路(12)相互連接，DI光電隔離電路(10)與DI擴(kuò)展電路(11)連接，DO擴(kuò)展電路(12)與DO光電隔離電路(13)連接，DC/DC隔離電源(9)分別與光電隔離電路(6)、CPU(8)、DI擴(kuò)展電路(11)、DO擴(kuò)展電路(12)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的黃金分割智能控制器，其特征在于所述的CPU(S)采用FT3150 芯片。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的黃金分割智能控制器，其特征在于所述的DC/DC電源(5)和DC/DC隔離電源(9)均與DC24V電源連接。
專利摘要黃金分割智能控制器，它涉及智能控制器技術(shù)領(lǐng)域。它的CPU(8)與LonWorks接口(7)相互連接，CPU(8)通過IIC總線分別與DI擴(kuò)展電路(11)、DO擴(kuò)展電路(12)相互連接，DI光電隔離電路(10)與DI擴(kuò)展電路(11)連接，DO擴(kuò)展電路(12)與DO光電隔離電路(13)連接。它基于黃金分割定理實(shí)現(xiàn)的黃金分割智能控制算法綜合了PID控制和模糊算法的優(yōu)點(diǎn)，具有整定參數(shù)少、控制速度快、控制精度高的特點(diǎn)，具有使用簡(jiǎn)單及較優(yōu)異的控制性能。
文檔編號(hào)G05B13/02GK202486522SQ20122012734
公開日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月30日
發(fā)明者王 忠 申請(qǐng)人:上海源控自動(dòng)化技術(shù)有限公司