基于模糊控制技術(shù)擺動(dòng)式球磨機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文.doc

（論文）1摘要超微細(xì)粉碎技術(shù)是在伴隨納米技術(shù)和新材料而發(fā)展起來的一項(xiàng)新的粉碎加工技術(shù)，隨著現(xiàn)代工程技術(shù)的發(fā)展，許多基礎(chǔ)工業(yè)對(duì)超微細(xì)粉末的粒度、粒度分布、粒形等特性提出了更高的要求。如何突破物料的“粉碎極限”已成為制備超微細(xì)粉末的關(guān)鍵技術(shù)。針對(duì)被控對(duì)像具有非線性、多變量強(qiáng)耦合、不確定性和大滯后以及獲得精確數(shù)學(xué)模型困難的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了模糊控制器。本系統(tǒng)經(jīng)過設(shè)計(jì)、安裝和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，能夠快速的突破物料的“粉碎極限”，取得較好的加工效果。關(guān)鍵詞超細(xì)粉末加工；模糊控制；單片機(jī)控制系統(tǒng)；球磨機(jī)Abstract：TheultrafinecomminutiontechnologyisanewsmashingprocessingtechnologywhichdevelopedwiththenanotechnologyandthenewmaterialAsthemoderninstitutetechnologydeveloping,lotsofbasicindustrymissionshigherrequirementtotheultrafinecomminutionsgranularity、granularityspread、graininessandsoon.Howtobreakthroughmaterialthesmashinglimit”becomesakeytechnologyaboutmakingtheultrafinecomminution.Thisarticleintroducedthetypeofmulti-dimensionalswingsnanometerlevelballmillprincipleofworkbasedonthefuzzycontroltechnologyInviewofcontrolledtheobjectisnon-linearity，themulti-variablesstrong-coupling，uncertaintyandgreatlylagsaswellasobtainstheprecisemathematicalmodelisdifficultHasdesignedthefuzzycontrollerThissystemwillbeabletoquicklybreakthroughmaterial“thesmashinglimit”,hasobtainthebetterprocessingeffectKeywords:SuperfinePowderProcessing；FuzzyControl；MonolithicIntegratedCircuitControlSystem；BallMill（論文）2目錄1引言.11.1擺動(dòng)式球磨機(jī)模糊控制背景分析.11.2擺動(dòng)式球磨機(jī)模糊控制的提出及研究意義.21.3基于模糊控技術(shù)擺動(dòng)式球磨機(jī)電氣控制系統(tǒng)的研究.32擺動(dòng)式球磨機(jī)控制系統(tǒng)方案的確定.42.1擺動(dòng)式球磨機(jī)粉碎過程模型解析.42.2主電路方案的確定.62.3控制系統(tǒng)的確定.72.4輸入通道的確定.72.5系統(tǒng)原理框圖.93電氣控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì).103.1電氣控制系統(tǒng)的硬件組成.103.289C52單片機(jī)應(yīng)用介紹.103.3輸入檢測(cè)放大電路及A/D轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì).133.4變頻驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì).173.5人機(jī)對(duì)話通道設(shè)計(jì).213.6變頻調(diào)速主電路的設(shè)計(jì).264模糊控制算法的設(shè)計(jì).274.1球磨過程的數(shù)學(xué)模型解析.274.2模糊算法.284.3模糊控制器.294.4模糊控制器的工作.365系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì).365.1系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)思路.36（論文）35.2系統(tǒng)主程序流程圖.385.3中斷保護(hù)程序.425.4軟件抗干擾技術(shù).426系統(tǒng)測(cè)試分析.436.1系統(tǒng)測(cè)試.436.2系統(tǒng)分析.447總結(jié).44參考文獻(xiàn).45謝辭.46附錄一.47附錄二.631引言1.1擺動(dòng)式球磨機(jī)模糊控制背景分析自1893年球磨機(jī)出現(xiàn)以來，它就一直在礦業(yè)、冶金、建材、化工及電力部門等若干基礎(chǔ)行業(yè)的原料粉碎中得到廣泛的應(yīng)用。隨著陶瓷工業(yè)的發(fā)展，球磨機(jī)也成為了陶瓷工業(yè)中制粉工序中不可缺少的機(jī)械設(shè)備。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，今后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)球磨機(jī)仍將是陶瓷工業(yè)中原料磨碎作業(yè)的主要設(shè)備，因此對(duì)球磨機(jī)的研究也受到了相關(guān)專家的高度重視。1球磨機(jī)是制粉系統(tǒng)中的大型重要設(shè)備，其安全可靠地運(yùn)行與最佳工作狀況是設(shè)計(jì)單位所追求。但使用中還存在著一些急待解決的問題，最突出的是難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，運(yùn)動(dòng)軌跡過于單一（論文）4不能有效的粉碎物料。不能運(yùn)行在最佳經(jīng)濟(jì)出力。多變量禍合、多變量時(shí)滯和模型時(shí)變特性是球磨機(jī)控制的主要困難。由于球磨機(jī)運(yùn)行具有純滯后、大慣性和非線性的顯著特點(diǎn)，事態(tài)特性復(fù)雜，數(shù)學(xué)模型難以建立，采用常規(guī)PID調(diào)節(jié)難以奏效，所以，傳統(tǒng)的控制方案大多都是建立在精確測(cè)量球磨機(jī)存物料為已知量的基礎(chǔ)上，并且是人工手動(dòng)操作，其經(jīng)濟(jì)性完全取決于人員的操作水平、調(diào)整能力和工作責(zé)任心。這類方法投資大，改裝工作量也客觀，各制粉系統(tǒng)水平參差不齊，控制效果并不十分明顯，不適合我國(guó)采用。模糊控制是本世紀(jì)70年代才發(fā)展起來的一種新型控制算法，其本質(zhì)是一種非線性控制。它不需要知道被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，并具有比常規(guī)控制系統(tǒng)更好的穩(wěn)定性和更強(qiáng)的魯棒性。模糊控制是建立在人工經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)之上的。對(duì)于一個(gè)熟練的操作人員，他往往憑借豐富的實(shí)踐試驗(yàn)，采取適當(dāng)?shù)膶?duì)策來巧妙的控制一個(gè)復(fù)雜過程。若能將這些熟練操作員的實(shí)踐試驗(yàn)加以總結(jié)和描述，并用語言表達(dá)出來，就會(huì)得到一種定性的、不精確的控制規(guī)則。如果用模糊數(shù)學(xué)將其定量化，就轉(zhuǎn)化為模糊控制算法，從而形成模糊控制理論。模糊控制理論具有的特點(diǎn)：（1）模糊控制不需要被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型。模糊控制是以人對(duì)被控對(duì)象的控制經(jīng)驗(yàn)為依據(jù)而設(shè)計(jì)的控制器，故無須知道被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型。（2）模糊控制是一種反映人類智慧的智能控制方法。模糊控制采用人類思維中的模糊量，如“高”、“中”、“低”、“大”、“小”等，控制量由模糊推理導(dǎo)出。這些模糊量和模糊推理是人類智能活動(dòng)的體現(xiàn)。（3）模糊控制易于被人接受。模糊控制的核心是控制規(guī)則，模糊規(guī)則是用語言來表示的，如“今天氣溫高，則今天天氣暖和”等，易于被一般人所接受。（4）構(gòu)造容易。模糊控制規(guī)則易于軟件實(shí)現(xiàn)。（5）魯棒性和適應(yīng)性好。通過專家經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)的模糊規(guī)則可以對(duì)復(fù)雜的對(duì)象進(jìn)行有效的控制。模糊控制策略可以保證球磨機(jī)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，可以對(duì)球磨機(jī)