基于模糊控制的压力监控系统设计

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１ ０期
刘云芳 ，等 ：基 于模 糊控 制的压力监控系统设计
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参数 由压力传感器转换为压力信号经放大保持 电路 送人 Ａ Ｄ模数 转换 部分 ， ／ 将模 拟 电信 号转 换 成 数字
信号 并送 人单 片机 ， 片 机 通 过 Ｐ 单 Ｃ机 与 单 片机 的 通信将 被测 压力 参 数 送 人 Ｐ ｃ机 并 在 Ｐ ｃ机 上 显 示 出来 ， 同时 ，ｃ机 上 的模 糊 控 制 算法 程 序 对 送 来 的 Ｐ 压力 参数 进行判 断 并 生成 相 应 的模糊 控 制 量 ， 糊 模
础的单片机压力监控 系统能方便地对数学模型未知的非线性 系统进 行 实时监控 ， 能够运用 于诸如水塔 恒压供水等 实际 问题
中去。
关键词
模糊控制
压 力监控
Ａ ８Ｃ３ Ｔ ９ ５ Ａ
中图法分类号
Ｔ ２３ ４ 文献标识码 Ｐ７． ；
在工业 生产 和生 活 中 ， 常遇 到 一 些数 学 模 型 未
１ 设计的理论基础
１ １ 模糊控 制 ．
主机和终端通信方式采用 的是异步串行通信来
进行 数据传 输 。通过 Ｒ ２２接 入 Ｐ Ｓ３ ｃ系统 。在监 测 终端 利用 Ａ ８ Ｃ ２中的 内部 的定 时 器 １作 为 波 特 Ｔ９ ５ 率产 生装 置 ， 通过 设 置定 时器 的 初值 （ Ｌ ，Ｈ１ 来 Ｔ １Ｔ ） 实现 波特 率 的 转 变 。主 机 方 面 通 过 调 用 ＭＳ Ｏ Ｃ ＭＭ 组件 的 ｉ ｕ 和 ｏｔｕ 来 收发数据 。 ｎ ｔ ｕｐｔ ｐ
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第 ７卷 第 １ ０期 ２０ ０ ７年 ５月 １７ —８ ９ ２ ０ ）０２４ －５ ６ １１ １Βιβλιοθήκη （０ ７ １—２ ２０ 科
学
技
术
与
工
程
⑥
Ｖｏ． Ｎ ． ０ Ｍａ ０ ７ １７ ｏ １ ｙ２ ０
Ｓ ｉｎ ｅＴ ｃ ｎ ｌｇ ｎ ｇｎ ｅ ｉ ｇ ｃｅ ｃ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ａ ｄ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ
加 以隔离 ， 干扰 信号极 易窜 人测控 系统 中 ， 造成 系统
失控 。
继 电器控 制 的外 部 设备 电路 图
Ｖ ’’ ｒ ｒ
控制量通过 Ｐ ｃ机与单片机通信经单片机后送人控 制部分， 最后由控制部分根据模糊控制信号完成对
被测 物体 的压力 模糊 控制 。 ２ ２ 数模 转换 电路 ．
２ ５ 控制 电路 ．
继 电器控制 的外 部设 备 电路 —— 光 电隔离 电路
如图 ２ 所示 。单片机测控系统输出的开关信号是通 过芯片给出的低压直流电平信号， 这种 电平信号的 负载能力 比较低 ， 不能直接驱动外部设备 ， 要经过转 换之后才能应用于外设 的启闭。由于外设的功率都 比较大 ， 在启闭过程中会产生电磁干扰信号 ， 如果不
２０ ＳｉＴｃ． ｎｎ ． ０ ７ ｃ ． ｅｈ Ｅ ｇｇ
基 于 模糊 控 制 的压 力监控 系统设 计
刘云芳 廖继 旺
（ 湖南工业职业技术学 院， 长沙 ４０ ０ 湖南信息职业技术学院 长沙 ４０ ０ ） １ ２０； ， １２ ０
摘
要
城市供水等的压 力监控 系统属于非线性系统， 使用传统的控制方法很 难实现有效控 制， 以计算机模 糊控 制理 论为基
１ ２ 系统终 端 ．
知 的复杂 的非线性 的压 力监 控 系 统 ， 普通 的压 力 监 控 系统 就 很 难 实 现 有 效 的控 制 ¨ 。本 文 提 出基 于 Ｊ 模糊 控制 的压力实 时监 控系统 ， 使用压 力传 感器 、 以 Ａ ８ Ｃ ２单 片机 和 Ｐ Ｔ９ ５ Ｃ机 为 控 制核 心 ， 能解 决 譬 如 水塔 恒压供 水等 实 际问题 Ｊ该 系统 可 以方 便 地 实 ，
用 模糊集 合理论 将其 量 化 ， 控 制器 模 仿 压力 操 作 使 的策略 ， 即演变 出 以模糊 集 合 理论 为 基 础 的模 糊 控 制器 。所 以 ， 力控 制 系统 采用 模 糊 控 制方 法 是 ｊ 压
一
２ 系统硬件设 计
２ １ 系统 工作原 理 ．
种非 常有效 的控制 策略 。
系统 主要 由传 感 器 、 大保 持 电路 、 ／ 放 Ａ Ｄ模 数
转换 、 单片机、Ｃ机与单片机通信 、 Ｐ 控制系统 、Ｃ机 Ｐ
２Ｏ ０７年 １月 ４ 日收 到
第一作者简介 ： 刘云方 ， ｎ ｌ ｌ ６ ．ｏ 。 ｙ ｆ ｌ ＠１ ３ ｃｒ ｕ ￣ｇｕ ｎ
等部分组成， 主要实现 的功能就是通过模糊控制 的 理论来实现对压力和信号 的监控 ， 被测物体的压力
模糊 控制是 对无法 精确建 立受 控对象 数学模 型 的情 况下 ， 以人 的控制经 验作 为控制 的知识 模型 ， 以 模糊 集合 、 模糊语 言 变量 以及 模糊 逻 辑 推 理作 为 控
制算法的一种智能控制方法。对于压力控制系统而 言， 将控 制经验 归纳为 定性描 述 的一组条 件语句 ， 运
控， 还可 以与 Ｐ Ｃ机 通信 ， 而实 现压 力 监 控 系统 的 从 远 程控制 、 分析 、 决策等 功能 。
入单片机 ， 由单片机通过串行通信送给计算机 ， 并在 主机上 实时 显示压 力 参 数 ， 时进 行 模糊 控 制 和 数 同
据保存 。
１ ３ 单片机 与 Ｐ ． Ｃ机 的通信
现对 数学模 型未 知 的、 杂 的、 复 非线性 系统 的实时 监
系统终 端选用 Ａ Ｅ Ｌ公 司 的 ８ Ｃ ２单 片机作 ＴＭ ９５ 为 主控 制器 ， 实现对 被控 数据 的采集 和模糊 化处理 ， 以及与 Ｐ ｃ机 （ 上位机 ） 的双 向通信 和 对控 制 部分 发
送经过清晰化处理的模糊控制信号。系统终端的压 力采集由压力传感器来完成 ， 实现对被测物 的压力 参数的采集 ， 通过放 大器对转换得到 的电量进行处 理， 然后通过 Ａ Ｃ ８９ Ｄ ００ 将模拟信号转换成数字量送