基于模糊控制的水温自动调节器

TMER为软件计数器单元；50×100ms=5s

SETB TR1 ；启动定时器T1

SETB EA ；开CPU中断

SETB EX1 ；开外部中断1

SETB IT1 ；设定为边沿触发。

SETB PX1 ；设定温度的中断优先级为高级中断。

SETB ET1 ；开T1中断

SETB P3.7 ；不加热

SETB P1.7

……

3 模糊控制的原理

模糊控制器的输入为测得温度与设定温度的偏差E（E=t0-t;t0为设定的水温，t为测得的水温。）以及偏差的变化量ΔE（ΔE=t本-t前，其中t前为前次测得的温度，t本为本次测得的温度），输出为电热丝加热量U。将E分为四个模糊子集B（大）、M（中）、S（小）、N（负），对应温度的偏差为：t0-t>TM1℃、TM2℃<t0-t<TM1℃、0℃<t0-t<TM2℃、t0-t<0℃（TM1>TM2>0）。ΔE分为三个模糊子集P（正）、Z（零）、N（负），对应的偏差变化量为：t本-t前>A0、-A0<t本-t前<A0、t本-t前<-A0（A0>0）；电热丝加热量分为四个模糊子集B（大）、M（中）、S(小)、Z（零），对应于二极电热丝的四种状态的组合：电热丝1电热丝2都加热、电热丝1加热、电热丝2加热、电热丝1电热丝2都不加热（其中电热丝1的功率大于电热丝2的功率）。模糊控制规则如表1所列。

表1 

                ΔE
     E P Z N B B B B M M M S S S S Z N Z Z Z

表2

             E+ΔE
     E ΔE
1
0
-1 6 7 6 5 3 4 3 2 1 2 1 0 -1 0 -1 -2

4 模糊控制程序

由单片机对温度进行测量，将本次测得的温度与设定的温度值相减得到温度的偏差E，并存储到存储单元TMS；将本次测得的温度减前次测量的温度，得到温度的偏差变化量ΔE并存入存储单元TMCB；根据温度的偏差及偏差的变化量由模糊控制表决定电热丝的断闭。如果将E的四个模糊子集N、S、M、B分别用数字-1、1、3、6表示，ΔE的四个模糊子集N、Z、P分别用数字-1、0、1表示，则根据模糊控制规则表1，可得到如表2所示的E+ΔE。将表2与表1对照可以看出：当E+ΔE≤0时，加热量为Z；当1≤E+ΔE<3时，加热量为S；当3≤E+ΔE<5时，加热量为M；当E+ΔE≥5时，加热量为B。故可编制所求的模糊控制程序。

该温度控制器已应用于笔者家中自制的电热水器中，经几个月的使用证明非常实用，且性能稳定。

《基于模糊控制的水温自动调节器(第2页)》