基于模糊PID控制的双峰脉冲电镀电源

其中,KP、KI、KD是PID控制器的比例系数、积分系数和微分系数;k、j代表第k、j个采样时刻。

(2)模糊化把误差e、误差变化率Δe、输出变量u(k)都分为负大(NB)、负中(NM)、负小(NS)、零(ZO)、正小(PS)、正中(PM)、正大(PB)七个模糊量。为简化工作量,选隶属度函数为三角形,见图5。　　                 

(3)控制规则与模糊推理                   

模糊控制是通过模糊控制规则实现的。模糊控制规则表达了人对被控对象执行控制时的模糊思维和判别过程。该脉冲电镀电源的控制规则表示为如下形式:                   

在求取了输入变量对应下的模糊输出Cij之后,可得到一个反映输入变量与输出变量对应关系的元素,可将此元素填入控制表的适当位置,若干次类似的计算,最终得到了整个完善的控制表。根据上述模糊规则进行模糊推理,即可得出输出变量的隶属度函数。

(4)解模糊    

对上述模糊推理的结果采用重心法反模糊化。所谓重心数法也称力矩法,它对模糊量所含的所有元素求取其重心元素[4]。这个重心元素就是反模糊化后的精确值。    

重心元素u 的求取公式为:                      

4　实验结果

根据以上思想设计了脉冲电镀电源。图6和图7是通过示波器测得的输出电流波形,其中,F表示脉冲频率,W表示脉冲宽度,Im为脉冲电流幅值。

5.结论    

从实验结果可以看出,该脉冲电源的频率在100～200Hz之间连续可调,脉冲宽度在1～4ms之间连续可调,且输出电流为双峰脉冲,满足电镀工艺的要求,为进一步提高镀层质量、延长材料寿命提供了更好的条件。