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臺(tái)達(dá)風(fēng)扇GFB0812DHU，本控制系統(tǒng)主要完成數(shù)據(jù)采集、速度顯示和速度控制等功能。其中智能模糊控制由單片機(jī)完成，并采用規(guī)則自整定PID控制算法進(jìn)行過程控制。整個(gè)系統(tǒng)的核心是模糊控制器，AT89C51單片機(jī)是控制器的主體模塊。電液伺服系統(tǒng)輸出的速度信號(hào)經(jīng)傳感器和A／D轉(zhuǎn)換之后進(jìn)入單片機(jī)，單片機(jī)則根據(jù)輸入的各種命令，并通過模糊控制算法計(jì)算控制量，然后將輸出信號(hào)通過D／A轉(zhuǎn)換送給液壓伺服系統(tǒng)，從而控制系統(tǒng)的速度。該模糊控制器的硬件框圖如圖1所示。
  模糊控制器的主程序包括初始化、鍵盤管理及控制模塊和顯示模塊的調(diào)用等。溫度信號(hào)的采集、GFB0812DHU標(biāo)度變換、控制算法以及速度顯示等功能的實(shí)現(xiàn)可由各子程序完成。軟件的主要流程是：利用AT89C51單片機(jī)調(diào)A／D轉(zhuǎn)換、標(biāo)度轉(zhuǎn)換模塊以得到速度的反饋信號(hào)，然后根據(jù)偏差和偏差的變化率計(jì)算輸入量，再由模糊PID自整定控制算法得出輸出控制量。啟動(dòng)、停止可通過鍵盤并利用外部中斷產(chǎn)生，有按鍵輸入則調(diào)用中斷服務(wù)程序。該程序的流程圖如圖2所示。
  采用模糊PID自整定控制的目的是使控制器能夠根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整比例系數(shù)Kp、積分系數(shù)Ki和微分系數(shù)Kd，以達(dá)到調(diào)節(jié)作用的實(shí)時(shí)。該電液伺服系統(tǒng)的Fuzzy自整定PID控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示。
  為了簡(jiǎn)化運(yùn)算和滿足實(shí)時(shí)性要求，即該調(diào)節(jié)系統(tǒng)的基本控制仍為PID控制，但使PID調(diào)節(jié)參數(shù)由模糊自整定控制器根據(jù)偏差e和偏差變化率ec進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，同時(shí)把模糊自整定控制器的模糊部分按Kp、Ki和Kd分成3部分，GFB0812DHU分別由相應(yīng)的子推理器來實(shí)現(xiàn)。 
  模糊自整定PID控制器是在fuzzy集的論域中進(jìn)行討論和計(jì)算的，因而首先要將輸入變量變換到相應(yīng)的論域，并將輸人數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成合適的語言值，也就是要對(duì)輸入量進(jìn)行模糊化。結(jié)合本液壓伺服系統(tǒng)的特性，這里選擇模糊變量的模糊集隸屬函數(shù)為正態(tài)分布，具體分布如圖4所示。

  根據(jù)該規(guī)則可把實(shí)際誤差e、誤差變化率ec(de／dt)對(duì)應(yīng)的語言變量E、EC表示成模糊量。E、EC的基本論域?yàn)閇-6，+6]，將其離散成13個(gè)等級(jí)即[-6，-5，-4，-3，-2，-1，0，+1，+2，+3，+4，+5，+6]?？紤]到控制的精度要求，本設(shè)計(jì)將[-6，+6]分為負(fù)大[NB]、負(fù)中[NM]、負(fù)小[NS]、零[ZO]、正小[PS]、正中[PM]、正大[PB]等7個(gè)語言變量，然后由e、ec隸屬函數(shù)根據(jù)大值法得出相應(yīng)的模糊變量。

YZR系列冶金及起重用三相異步電動(dòng)機(jī)（以下稱電動(dòng)機(jī)）GFB0812DHU常用于各種型式的起重機(jī)械及冶金輔助設(shè)備的電力傳動(dòng)，轉(zhuǎn)子為繞線式，其特點(diǎn)是經(jīng)常起動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)，負(fù)載大小和方向經(jīng)常變化，因此電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)本身都具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，以適應(yīng)機(jī)械振動(dòng)和沖擊，為了減少啟動(dòng)和停車時(shí)的慣性，轉(zhuǎn)子做得比較細(xì)長(zhǎng)。此端為低，即向該ISD4000芯片發(fā)送指令，兩條指令之間為高電平；串行輸入(MOSI): 此端為串行輸入端，主控制器應(yīng)在串行時(shí)鐘上升沿之前半個(gè)周期將數(shù)據(jù)放到本端，供ISD輸入；串行時(shí)鐘(SCLK): ISD的時(shí)鐘輸入端，由主控制器產(chǎn)生，用于同步MOSI和MISO的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)輸。

  數(shù)據(jù)在SCLK上升沿鎖存到ISD，在下降沿移出ISD；中斷（INT）: 漏極開路輸出,ISD在任何操作(包括快進(jìn))中檢測(cè)到EOM或OVF時(shí)，本端變低并保持。中斷狀態(tài)在下一個(gè)SPI周期開始時(shí)清除。語音由AUDOUT輸出給功放，放大后輸出。
  霍爾采集的信號(hào)經(jīng)光耦4N25進(jìn)入P3.2。此腳為外部中斷O的輸入腳，一旦有脈沖進(jìn)入就會(huì)觸發(fā)單片機(jī)中斷，調(diào)用處理程序,安裝在車門上的微動(dòng)開關(guān)在到站后給C51一個(gè)信號(hào)，使其自動(dòng)開始下一段的計(jì)數(shù),P2.0到P2.6直接驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管，P3.6 P3.7為片選端，采用動(dòng)態(tài)掃描方式輸出到站情況。
  ISD4004的供電電壓為3V，還需要一個(gè)電壓變換電路，GFB0812DHU在此不給出。報(bào)站器還有其他功能如乘員話筒，報(bào)警提示等由于本文只簡(jiǎn)述計(jì)數(shù)功能的核心，便不再累述,采用C語言開發(fā)，包括初始化、中斷處理、自動(dòng)運(yùn)行、手動(dòng)運(yùn)行、讀寫EEPROM、以及主程序模塊,在XAC環(huán)境下進(jìn)行開發(fā)，并仿真，最好即可上車調(diào)試使用。
  系統(tǒng)完成后就可以上機(jī)調(diào)試，使用時(shí)可用配套的燒寫器將站與站之間的距離寫入單片機(jī)內(nèi)，如果不知道距離可以在機(jī)上采用手動(dòng)方式輸入，使裝置處于輸入狀態(tài)，出站時(shí)按下錄入鍵，到站時(shí)按下確定鍵，就可以將站與站之間對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)寫入單片機(jī)。使用中如果出現(xiàn)粗報(bào)，采用手動(dòng)調(diào)整即可。
  該方式應(yīng)用89C51單片機(jī)的高速計(jì)數(shù)器端口進(jìn)行脈沖計(jì)數(shù)，GFB0812DHU以距離來控制報(bào)站時(shí)刻，首次實(shí)現(xiàn)了模糊控制，改變現(xiàn)有設(shè)備的不足。做到簡(jiǎn)單實(shí)用自動(dòng)化程度高。傳感器在公交車上的應(yīng)用極大的提高了設(shè)備功能,單片機(jī)89C51與異步收發(fā)器8250的接口，8250具有與MODEM接口和控制串行通信的能力。8250輸入輸出均為TTL電平，按EIA（國(guó)際電子工業(yè)合作會(huì)）RS-232標(biāo)準(zhǔn)，采用串行收發(fā)驅(qū)動(dòng)器芯片MAX232進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換和驅(qū)動(dòng)。
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  YZR系列電動(dòng)機(jī)的工作定額分為短時(shí)定額及斷續(xù)周期性定額，電動(dòng)機(jī)以S3 40%為基準(zhǔn)工作制，起動(dòng)等級(jí)指每小時(shí)最大允許的等效起動(dòng)次數(shù)，起動(dòng)等級(jí)分為6、150、300及600次/小時(shí)，其中點(diǎn)動(dòng)一次（終了時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不大于其額定轉(zhuǎn)速的25%）相當(dāng)于1/4次起動(dòng)，電制動(dòng)（制動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速的1/3）一次相當(dāng)于0.8次起動(dòng)。
  YZR系列電動(dòng)機(jī)起動(dòng)通常采用串電阻起動(dòng)和頻敏變阻器起動(dòng)兩種方法。過流保護(hù)的整定值通常是電動(dòng)機(jī)額定電流的2.25倍。實(shí)際使用當(dāng)中，由于機(jī)械故障或負(fù)載方面原因，有時(shí)會(huì)超過2.25倍（尤其是頻敏變阻器起動(dòng)），目前YZR系列電動(dòng)機(jī)主要分F級(jí)絕緣和H級(jí)絕緣兩種。
  根據(jù)實(shí)際的負(fù)載情況，把電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)控制部分盡量調(diào)整到最合理的使用狀態(tài)。這樣才能保證電動(dòng)機(jī)正常的使用壽命。下面筆者以具體的設(shè)備為例進(jìn)行分析，PQR系列控制屏電路（標(biāo)準(zhǔn)線路，無附圖）。這種控制方案對(duì)操作工要求較高，起動(dòng)過程中由操作引起的加速過快會(huì)造成電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流過大（2.5—3倍額定電流）,目前起重機(jī)上采用的過流繼電器。
  橋式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)的控制電路是經(jīng)過多年實(shí)踐驗(yàn)證的標(biāo)準(zhǔn)電氣線路，原理上自然無懈可擊，以50T/10T天車的主卷揚(yáng)為例，通常采用的控制屏型號(hào)是PQR或PQS，都是標(biāo)準(zhǔn)的控制電路（本文中無附圖），然而根據(jù)實(shí)際的負(fù)載和使用情況采取一些合理的修改，更好保證設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，也是很重要的。
  其整定值大多數(shù)情況下不精確，所以電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流過大所形成的沖擊常常造成電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)瞬間過熱，對(duì)工作頻繁的起重機(jī)將嚴(yán)重影響電動(dòng)機(jī)使用壽命，尤其是燒損后經(jīng)過修復(fù)的電動(dòng)機(jī)更加嚴(yán)重，根據(jù)筆者的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，非特殊情況，GFB0812DHU起升機(jī)構(gòu)下降時(shí)盡可能采用強(qiáng)力下降（電動(dòng)機(jī)回饋制動(dòng)），燒損后經(jīng)過修復(fù)的電動(dòng)機(jī)盡可能把起動(dòng)電流調(diào)小，（用鉗形表測(cè)量，能降低到1.5倍最好）。
  目前使用PQR控制屏電路的起重機(jī)，筆者建議增加時(shí)間繼電器來確保電動(dòng)機(jī)正常使用壽命，詳細(xì)線路見圖1（附后），另外，如果不影響生產(chǎn)節(jié)奏，可去掉最后一級(jí)加速，使電動(dòng)機(jī)常接軟化電阻適當(dāng)加大，損失一點(diǎn)速度，降低運(yùn)行電流，還是有好處，這種方案的不足之處是增加了維護(hù)工作量，但是正確選用質(zhì)量可靠的時(shí)間繼電器還是有利于保證電機(jī)使用壽命的。