CN1289986C - 模糊逻辑控制模块以及方法 - Google Patents

Abstract

本发明利用模糊逻辑法则组达到液体温度控制在过程中获得积分系数Ki和比例系数Kp的值，这两个系数用于比例积分控制器中以产生代表热交换器输入阀门开度的阀门控制讯号v(t)，以此v(t)讯号来调节在比例积分控制器控制下的液体温度。模糊逻辑法则组处理来自于阀门控制讯号v(t)和误差讯号e(t)的输入讯号的模糊表示，后者误差讯号e(t)代表在实际所测量的液体温度与所需求的液体温度之间的温度误差，与比例积分控制器相关联的模糊逻辑控制模块实现模糊逻辑法则组。这种液体可以是染色液体，例如，在纺织染色工艺中。

Description

模糊逻辑控制模块以及方法

技术领域

本发明主要涉及有关使用模糊逻辑温控的装置以及方法，模糊逻辑温控并不仅局限于染整设备的液体温度控制，也能应用其它领域上。

背景技术

在纺织工业中，染整设备诸如气流机主要用于织物和纱包，染液的温度直接影响到染色的质量。因此，对染色温度的控制并尽可能地达到期望的温度或者完全在此温度下进行染色。为了达到这样的控制，染机通常装配热交换器以提供适当的加热和降温功能。一般通常使用比例积分或比例积分微分控制器控制热交换器的操作，这是一项比较成熟的控制技术并在许多产业当中广泛应用。

许多不同的染色技术用于将不同的织物染成不同颜色。不同的技术依赖于染色过程中对若干物理参数的控制。例如，染液的温度，主缸中的压力，染液的流速以及染液的用量，这些参数在染色过程中会不断变化。另外，热交换器有很大的非线性操作的特点，因此，在整个染色过程当中以及从一个过程转到另一个过程，不易取得准确的温度控制。

目前使用在染机上的PI/PID控制器都是一种简单的线性控制回路。这种控制在满足复杂的温度控制需求方面有很大的困难，而且无法给出必要瞬间及稳态响应。由于这些设备在染色过程中所呈现的高度非线性以及时变情况下，它并不能完全地满足这更高要求的温控任务，另外由控制器所使用的参数调校也极为费时，而且很难取得理想的参数组。

近几年在其它技术领域：对提供准确温度控制都表示有一定的困难，包括工业和医学部门。目前多个建议方法一般具有一定的适用性及依据相应的环境条件用来自我调校相关的控制参数。例如，Kurcharski和Sankowski在温度控制问题中利用自动调校方法[1]。他们提出一项技术，其中实施系统方法去找出的系统动态参数，这种用于自动调校方法的技术主要应用于调校控制参数。然而，这个方法仅应用于非变时系统，因此，在纺织染色当中应用受到限制，而且在每染色批次前，执行自动参数调整是不可行的。

另一种温度控制方法，是以模型为主，并针对过高热的温度追踪的临床应用，它是由Mattingly等人发展而成[2]，获得目标系统的热模型，并使用反动态技术及Kalman滤波器驱动控制回路，进行热控制以达到精确控制，但计算极为复杂且所需求的内存极高，所以此方法在纺织工业中并不吸引，同时，它仅适用于时间无变化的线性系统。

模糊逻辑控制已应用不同的工业领域，Li和Lee曾提出一种自我组织模糊智能系统进行浴室用水的温度控制[3]。在这一运算法则的帮助之下，发展出自我组织式自适应反学习算法并在此基础上自动衍生出模糊控制器的[If-then]模糊逻辑规则。然而，使用此方法需要在大量的计算资源，在工业应用起来成本昂贵而且也不切实际。

本发明的目的是要提供一种能在染整行业中存在着提升温度控制的需求，即要低成本，又要轻易地与现有染色机相结合的模糊逻辑控制模块。

发明内容

本发明的目的是通过如下技术方案来实现的：本发明的第一个观点针对一种模糊逻辑模块，它可接收输入，并传输通过模糊逻辑法则与这输入相关的输出，包括模糊逻辑输入成员函数部分；绝对值运算单元部分，与所述的模糊逻辑输入成员函数部分连接；模糊逻辑输出成员函数部分，与所述的绝对值运算单元部分连接，并输出连接到比例积分控制器。因此，第一个输入是一个讯号，用e(t)表示，它代表实际测量的液体温度与期望的液体温度之间的误差；第二个输入是阀门的控制讯号，用v(t)表示，它代表热交换器里有内置阀门的开度，在比例积分控制器的控制下，用来调节液体的温度，比例积分控制器用于产生阀门的控制讯v(t)；第一个输出是积分系数值Ki，用于比例积分控制器，第二输出是比例系统值Kp，用于比例积分控制器。

利用此法，模糊逻辑控制模块可提供用于液体温度控制的比例积分控制器的改良操作，以便提升液体温度的控制。纵向提升了主要依靠准确温度控制的染色过程的质量。例如，在纺织工业中，染布与染纱，在这些行业中，染色的温度是极为重要的。模糊逻辑控制模块利用温度调节比例积分控制器的特点和热交换器内置阀门的开度以及系统的其它所有特点获得提升，前者使用实际与期望的温度误差，后者是通过此温度误差，把温度控制应用到系统中。在染布这种情况中，这些特征主要依赖于许多变化的参数，例如：压力、液体流速及液体总量和热交换器的非线性特点。通过考虑大量的系统变量参数，然后使用模糊逻辑去确定液体温度控制从这些依赖于那些变量参数而得到的测量结果，控制效果得到改善，并且也能考虑这种非线性关系。模糊逻辑的使用产生较好的温度跟踪性能。

另外，依据本发明的第一个特点，模糊逻辑控制可直接应用于那些使用比例积分控制器控制液体温度的现存设备而不用任何显著修改调整。模糊逻辑控制模块为比例积分控制器的比例系数Kp和比例积分系数Ki提供改良值，这种比例积分控制器通过简单的测量值来取得设备的变化操作特性。相比先前所提出的温度控制技术，所需的内存资源少而且计算量也大减少。这样使得模糊逻辑控制模块与比例积分控制器相结合一并运用到低成本的微处理系统中。

在一具体实例中，模糊逻辑控制模块包括第一模糊规则集合，它将有关至少一输入的讯号的模糊表示，映射到有关比例积分系数Ki的讯号的模糊表示。因此，使用专用模糊法则组来计算积分增益值，以便对特定输出影响最大的输入被用于特定的计算当中。

模糊逻辑控制模块组可进一步操作来计算讯号e(t)和Δe(t)，后者代表在时间t-1和时间t之间的温度误差的变化值。此提供了一个指标，即先前重复温度控制程序，如何成功地迫近实际与所需的温度。

经由第一模糊逻辑规则组映像的讯号的模糊表示，可以用e(t)和Δe(t)来表示，该值提供一个很好的基础，并由此可计算积分增益值。

为获得模糊表示，模糊逻辑控制模块组可进一步包括第一模糊逻辑输入成员函数并由它将讯号Δe(t)转换成模糊表示，亦包括第一绝对值运算单元，在模糊逻辑输入成员函数转换前，将讯号Δe(t)转换为绝对值|Δe(t)|。同样地，模糊逻辑控制模块组可进一步包括第二模糊逻辑输入成员函数并由它将讯号e(t)转换成模糊表示，亦包括第二绝对值运算单元；在模糊逻辑输入成员函数转换之前，将讯号e(t)转换为绝对值|Δe(t)|。

在第一实例中，有关积分系数的讯号的模糊表示代表是时间t-1与时间t间Ki变化的讯号ΔKi的模糊表示。通过由提供模块组第一模糊逻辑输出成员函数，可获得Ki的最后输出，前项功能可将ΔKi的模糊表示转换成ΔKi，并进一步安排模块组去操作计算出第一输出Ki，根据在时间t-1时，ΔKi和先前的Ki值。

此外，模糊逻辑规则可包括第二模糊规则组；它将有关至少一个输入的讯号的模糊表示映射至有关比例系数Kp的讯号的模糊表示。如此一来，比例系数值具有专用的模糊规则组，以便对其有最大影响的输入具体用于该计算。

最后，模糊逻辑控制模块可进一步操作去计算，它是依据阀门的控制讯諕v(t)和Δv(t)，后者Δv(t)代表在时间t-1和时间t之间阀门开度的变化值，因此，由第二模糊规则组所映像的讯号的模糊表示也可是e(t)和Δv(t)所代表的模糊表示。

为到达这样的操作目的，这套模块可进一步包括第三模糊逻辑输入成员函数，它可将Δv(t)讯号转换成模糊表示，亦可是第三绝对值运算单元，由它将Δv(t)讯号转换成绝对值|Δv(t)|，这种转换必须是在模糊逻辑输入成员函数转换之前；同样地，模块组可进一步包括模糊逻辑输入成员函数，可将讯号e(t)转换为模糊表示，亦可包括绝对值运算单元，在模糊逻辑输入成员函数转换之前，将讯号e(t)转换成绝对值|e(t)|。

相关于比例系数Kp值的讯号的模糊表示是一种变化的比例系数ΔKp值讯号的模糊表示，ΔKp值表示在时间t-1和时间t之间比例系数Kp值的变化值。如此一来，比例增益值可使用已计算的变化值进行增加或减小调节。因而使得更新值与先前值相结合。总之，模糊逻辑控制模块组可进一步包括第二模糊逻辑输出成员函数；它可将ΔKp的模糊表示转换成Kp，亦可进一步操作，以便由ΔKp及在时间t-1时的先前的Kp值来计算第二输出Kp。

本发明的第二个特点主要是针对温度控制单元，它包括：依据本发明第一观点的任一实例的模糊逻辑控制模块组以及比例积分控制器，它用于接收模糊逻辑控制模块组的第一及第二输出，并可使用该第一及第二输出产生阀门的控制讯諕v(t)。此提供单一的体积单元，按照本发明的第一个观点所描述的模糊逻辑；提供改良的比例积分温度控制。

比例积分控制器可依据：v(t)＝Kpe(t)+Ki∫e(t)dt来计算阀门控制信v(t)。

温度控制单元可进一步用来接受代表实际测量到的液体温度讯号y(t)和所有期望的液体温度讯号r(t)，它包括一个求和装置用于依据y(t)和r(t)来计算讯号e(t)。因此在一个单一的单元当中提供所有所需的计算功能。

温度控制单元可进一步包括温度传感器，用它来测量液体的实际温度，并将此测量值转换为y(t)讯号，并且将y(t)讯諕传送至温度控制单元。

本发明的第三个特点是针对控制液体温度的方法，包括：测量液体实际温度并产生代表该实际温度的讯号y(t)，同时把讯号y(t)传给比例积分控制器；计算代表液体实际温度与液体所需温度间的温度误差讯号e(t)；使用比例积分控制器产生阀门控制讯号v(t)，v(t)讯号表示热交换器的阀门的开度，并依据讯号e(t)和积分系数Ki比例系数Kp来调节液体的温度；将阀门控制讯諕传递给热交换器的阀门以控制液体的温度；因此积分系数Ki和比例系数Kp可以通过模糊逻辑获得，模糊逻辑它是利用模糊逻辑法则，将相关的阀门控制讯号v(t)和温度误差讯号e(t)的模糊表示映射到相关的积分系数Ki和比例系数Kp的模糊表示。

此方法可进一步包括计算有关温度误差讯号e(t)的讯号，它是依据温度误差讯号e(t)和在时间t-1和时间t之间温度误差发生的变化值的讯号Δe(t)来计算，因此，模糊逻辑法则的应用，可包括应用第一模糊规则组，它将e(t)和Δe(t)的模糊表示映像到相关的积分系统Ki值讯諕的模糊表示。

同时，此方法可进一步包括计算有关阀门控制讯号的v(t)的讯号，它由阀门控制讯諕v(t)和代表在时间t-1至时间t之间阀门的开启量变化的讯号Δv(t)为依据进行计算。模糊逻辑法则的应用，可包括应用第二模糊法则组，它是将e(t)和Δv(t)的模糊表示映像到相关的比例系统Kp值的讯諕模糊表示。

附图说明

图1显示染布机的简图。

图2显示使用图1中所示的染布机先前温度控制技术的方块图。

图3显示根据本发明的特点，其中包括模糊逻辑控制模块，修订图2所示的温度控制技术方块图。

图4显示图3所示模糊逻辑控制模块的方块图。

图5显示用于图3模糊逻辑控制模块的模糊逻辑输入成员函数。

图6显示用于图3模糊逻辑控制模块的模糊逻辑输出成员函数。

详细说明

下面结合附图说明对本发明作理一步详细的描述：如图1所示，是表明织品染色机的简图，染色机12包括主染缸1，织品或纱线置于其中进行染色；染料液体34由循环泵3通过传输管道2进行循环。传输管道2的第一端点形成主染缸1底部的出口；传输管道2的第二端点则形成主染缸1顶端的入口，因此染液能够通过传输管和主染缸1进行循环。喷嘴35置于主染缸1入口，将汇入的染料引导并喷到织物上，过剩的染料34汇集于主缸1的底部，因而通过出口再循环。置于传输管道2沿线的是热交换器8，染料在进入主缸1之前先流经此处，热交换器8具有输入传输管7及输出传输管5，输出传输管5可用来输送蒸汽及冷却水(其来源未显示)。输入传输管7配置-输入随动阀6，可开启和关闭以控制蒸汽/冷却水进入热交换器；输出管道配置-ON/OFF阀门4，热交换器8可用来在染色过程中加热和冷却染料液体34至适当的温度。为到达这一目的，提供温度控制单元33，通过控制线40控制输入，随动阀6的开启量，以便使更多或更少的蒸汽或冷却水进入到热交换器。温度控制单元执行比例积分(PI)控制。PI控制过程的输出为一讯号，用以调整调节阀门6的孔径量。PI控制过程的输入是染液的实际温度的测量值，它是经过热交换器8之后，进入主缸1之前的测量值。可通过传输管2上配置的温度传感器经由控制42获得，因此形成一个完整的反馈回路，在此回路中，染液的实际温度用来控制染液的升温与冷却，主要通过开启或关闭热交换器随动阀6来实现，在执行染色过程时，为实现此目的，染色温度必须及时地并尽可能地接近任一指定点的设定点的设定温度。可使用任何一种方便的办法来实现温度控制单元33，例如配带有合适的PI软件的可编程微处理器。

如图2所示，为温度控制单元33的操作方块图，温度控制单元即可编程，也可利用事先设定的温度配置r(t)来提供。r(t)是描述染色温度在特定的染色过程中随时间怎样变化。温度传感器9的输出，它是一个染液实际温度的测量值，用来传输给温度控制单元33。温度控制单元33包括一加总装置10，它是用来接收在时间t时的讯号r(t)和y(t)，并依据公式e(t)＝r(t)+(-y(t))计算实际温度的误差值e(t)。温度误差值然后被送入PI控制器11中，PI控制器11利用误差值e(t)来计算阀门的控制讯号v(t)，v(t)是从温度控制单元33所输出的，再被送入到随动阀6来调节孔径的尺寸。此过程在时间t+1，t+2……等等不断重复。以便提供动态的温度控制，直到整个染色过程结束。

利用以下方程可事先计算出v(t)讯号：

            v(t)＝Kpe(t)+Ki∫e(t)dt

                                                 (1)

上式分中，Kp表示系统的比例系数，Ki表示系统的积分系数值。通过计算Kp，Ki值以便取得适当的温度控制，使其尽可能到达y(t)＝r(t).v(t)的计算可选择性地包括体现微分增益的第三个名词Kd，在此例中控制器为PID(比例积分微分)控制器；此可提高精确度。

依据染色机中已知的PI控制，Kp和Ki是常数，或者是实际染色温度y(t)的函数，如图2所描述的，Kp和Ki事先便提供于PI控制器，然而，已发现它导致温度控制不足，致使染质量降低。

依据本发明，温度控制单元33通过附加的模糊控制模块进行修改，以便提供连续的更新的Kp和Ki值以反映系统的动态性。已发现：此大大改进实际的染色温度y(t)与设定温度r(t)之间的匹配程度。

如图3所示，是具有根据本发明的模糊逻辑性能的温度控制单元33的方块图，模糊逻辑控制模块13接收两个输入讯号：一个是温度误差e(t)讯号，一个是阀门控制讯号v(t)。模糊控制模块13(包括适当电子回路或计算机程序)可对输入讯号及以在这些衍生讯号上进行模糊逻辑操作，并把Kp和Ki的结果值负责传送出去，从模糊控制模块13上将这些值反馈给PI控制器11，然后PI控制器11按照方程式(1)进行运算，并返回v(t)的期望值。因此可取得染色温度适应的模糊控制。

如图4所示，为模糊控制模块13具体实例计算步骤的详细方块图。流程图上部分是关于温度误差e(t)的输入，它由加总装置10进行计算。

误差值e(t)再被送入到第二加总装置15，与先前的温度值e(t-1)组合到一起，e(t-1)从延迟运算单元14中取得。加总装置15计算温度误差的变化值Δe(t)，来源于Δe(t)＝e(t)+(-e(t-1)).Δe(t)的绝对值|Δe(t)|是把Δe(t)传送到绝对值操作单元16而获得。同样，e(t)的绝对值|e(t)|是把e(t)传送到绝对值操作单元22而获得。

而这些绝对值通过输入到各自模糊输入成员函数17、23进行模糊化，这两个成员函数把各自绝对值转换成相应的模糊表示。该二个模糊表示接着被输入到第一模糊规则组18中，以获得模糊解。第一模糊组18包括一组规则，它将不同的|e(t)|和|Δe(t)|模糊表示映射到特定的模糊解。每一个模糊解就是在积分系数Ki(t)，ΔKi(t)变化值的模糊表示。

把返回的ΔKi(t)的模糊表示传递给输出成员函数19进行解模糊以获得新的ΔKi(t)值。然后把这些值用于第三加总装置20计算新的Ki(t)值，这个新值Ki(t)是通过把先前Ki，Ki(t-1)值与ΔKi(t)加总，而先前Ki，Ki(t-1)值是从第二延迟运算单元21中获得。

如图4所示，下部分讲述有关阀门控制讯号v(t)的输入，该讯号在第四加总装置25上进行操作，该装置用来计算阀门控制讯諕的变化值Δv(t)，它是利用先前的v(t)，v(t-1)两个值，从第三延迟运算单元24利用Δv(t)＝v(t)+(-(v(t-1))公式计算而来。然后通过第三绝对值操作单元26将Δv(t)转换成绝对值|Δv(t)|。

如同与温度相关的讯諕，依靠由应用模糊输入成员函数27将|Δv(t)|模糊化从而获得|Δv(t)|的模糊表示。接着使用第二模糊法则组28，它其有作为输入的|Δv(t)|的模糊表示，及已说明的温度误差绝对值|e(t)|模糊表示。第二模糊法则组28将这些输入的每一对可能的配对值相关联到单独的模糊解上，在本例中，这个模糊解就是在比例系数Kp(t)和ΔKp(t)中变化值的模糊表示。

如同积分系数，把返回的ΔKp(t)的模糊表示传递给输出成员函数29进行解模糊以获得新的ΔKp(t)值。然后把这个值应用到第五个加总设备30，用它来计算新的Kp(t)值，用先前的Kp，Kp(t-1)值与ΔKp(t)求总来计算的，而Kp，Kp(t-1)这两个值是从第四个延迟运算单元31中获得。

最新计算的Kp和Ki值被用于PI控制器11里中，利用公式(1)，可以使得PI控制器计算阀门的控制讯号v(t+1)的最新值，然后利用此值打开或是关闭调节阀6，以此控制染色温度。

如图5显示范例成员函数17、23、27的表示图，分别代表温度误差变化的绝对值|Δe(t)|，温度误差值|e(t)|以及阀门控制讯号的变化值|Δv(t)|。输入函数的功能就是按照模糊语言学中的词语，将输入讯号模糊化成它讯号的过程模糊表示，依据模糊逻辑，称为小、中小、中大及大。如同所上解释，模糊表示构成第一及第二模糊规则组18、28输入。

如图6显示比例系数及积分系数变化值ΔKp和ΔKi，其范例输出成员函数19、29的表示图。使用这些输出成员函数将这些由模糊逻辑法则组18、28所返回的模糊解进行反解模糊，以获得一新的ΔKp和ΔKi值。模糊解集按照模糊语言学名词被定义为：极负、负、略负、零、略正、正和极正。

模糊法则组包括一系列的模糊逻辑“If-then”语句，这些语句将每对输入与特定的解集进行关联起来。对每一对可能的模糊输入都相应定义到每一个法则组上。按照这样，对于要求达到精细温度控制的变化；都可依照所有可能的输入情况把它确定下来，以便动态地调整染色温度y(t)，使得与有设定的温度r(t)相匹配。

成员函数和模糊法则组合完全可以从实验结果以及工程师的经验中获得，他们长期从事相关的染机的调试工作，为取得最大弹性与最高输出品质，可以设定大量的成员函数和模糊法则组，并将这些提供给模糊控制模块13，以涵盖许多已完成的染色程序。不同和处理工艺，相应的变化参数，例如，染色的不同热量的属性，以及适合于某一类织物，类型及织物的量的温度，都要求特定的不同的预设温度曲线配置。可以通过对温度控制单元33进行相应配置，运用相应的成员函数，模糊法则组和温度配置，当操作员把这些能识别特定染色工艺的信息输入到温度控制单元33中，就可以实现上述所说的。

上述模糊逻辑控制模块组的实例中，可实施不同的修改。例如，可将模糊法则组进行配置修改，以便将不同的输入模糊表示映射到积分系数和比例系数的模糊表示，代替上述所说的增益变化值的模糊表示。在这个实例当中，使用加总装置和延时运算单元将ΔK值转换成K值供PI控制器使用并非是必须所要的。可代替地，模糊规则组可以用其它方式映像到有关增益值讯号的模糊表示，而模糊逻辑控制模块可包括许多装置及运算单元，用以执行所需的数学函数，以便从模糊规则组的输出中获得最终的增益值。

在其它的代替实例中，可省去一个或多个绝对值运算单元。这些绝对值运算单元的功能可以用输入成员函数覆制而替代，配置这些输入成员函数为这些输入讯諕的正、负值返回相同的模糊表示，或者依照所配置的模糊法则组将正、负值的模糊表示映到相同的模糊解中。可替代地，在输入模糊化程序当中，正负值之间的差异可以保留，而模糊法则组可提供两类值的不同映射，使不同的增益值可依据输入误差和变化值为正或负，传递给PI控制器。此使得整体控制技术变得更加复杂，但可提高精确度，所提升的精确度远远超过其增加的复杂性。

虽然本发明用于纺织业有特别的效果，但亦可适用于其它依赖于阀门控制的热交换器以加热和冷却液体的温度控制应用。特别是在面对许多变化的系统参数，需要复杂而实时变化的温度配置时，那么这一工艺显得特别有利。

在其它的代替实例中，可省去一个或多个绝对值运算单元。这些绝对值运算单元的功能可以用输入成员函数覆制而替代，配置这些输入成员函数为这些输入讯諕的正、负值返回相同的模糊表示，或者依照所配置的模糊法则组将正、负值的模糊表示映到相同的模糊解中。可替代地，在输入模糊化程序当中，正负值之间的差异可以保留，而模糊法则组可提供两类值的不同映射，使不同的增益值可依据输入误差和变化值为正或负，传递给PI控制器。此使得整体控制技术变得更加复杂，但可提高精确度，所提升的精确度远远超过其增加的复杂性。

虽然本发明用于纺织业有特别的效果，但亦可适用于其它依赖于阀门控制的热交换器以加热和冷却液体的温度控制应用。特别是在面对许多变化的系统参数，需要复杂而实时变化的温度配置时，那么这一工艺显得特别有利。

Claims (30)

1.一种模糊逻辑控制模块，可接收输入，并由模糊逻辑规则传送于输入有关的输出；其中：包括模糊逻辑输入成员函数部分；绝对值运算单元部分，与所述的模糊逻辑输入成员函数部分连接；模糊逻辑输出成员函数部分，与所述的绝对值运算单元部分连接，并输出连接到比例积分控制器；第一输入为讯号e(t)，代表液体实际测量温度与该液体所需温度间的温度误差，自所述模糊逻辑输入成员函数部分输入，经所述绝对值运算单元部分，转换为自模糊逻辑输出成员函数部分输出到所述比例积分控制器的第一和第二输出讯号，所述第一输出讯号为比例积分控制器所需求的积分系数Ki的值，所述第二输出讯号为比例积分控制器所需求的比例系数Kp的值；

第二输入为阀门的控制讯号v(t)，代表热交换器的入口处的开启度，自模糊逻辑输入成员函数部分输入，经绝对值运算单元部分和模糊逻辑输出成员函数部分输出到比例积分控制器，由比例积分控制器产生阀门控制讯号v(t)。

2.根据权利要求1所述的模糊逻辑控制模块，其特征在于所述的模糊逻辑规则包括第一模糊规则组，它将有關至少有一輸入的温度誤差訊號的模糊表示，映射至有關積分系數Ki的燮化訊號的模糊表示。

3.根据权利要求2所述的模糊逻辑控制模块，其特征在于所述的模糊逻辑控制模块进一步可由讯号e(t)计算讯号Δe(t)，后者代表时间t-1与时间t间温度误差的变化。

4.根据权利要求3所述的模糊逻辑控制模块，其特征在于所述的其中第一个模糊规则组所映像的讯号的模糊表示，为e(t)及Δe(t)的模糊表示。

5.根据权利要求4所述的模糊逻辑控制模块，其特征在于所述的模糊逻辑输入成员函数部分还包括第一模糊逻辑输入成员函数，与绝对值运算单元部分连接，可将讯号Δe(t)转换为模糊表示。

6.根据权利要求5所述的模糊逻辑控制模块，其特征在于所述的绝对值运算单元部分还包括第一绝对值运算单元，与所述的模糊逻辑输入成员函数部分和模糊逻辑输出成员函数部分连接，可在模糊逻辑输入成员函数转换前，将讯諕Δe(t)转换成绝对值|Δe(t)|。

7.根据权利要求4或5或6所述的模糊逻辑控制模块，其特征在于所述的模糊逻辑输入成员函数部分还包括第二模糊逻辑输入成员函数，与所述的绝对值运算单元部分连接，可将讯号e(t)转换为模糊表示。

8.根据权利要求7所述的模糊逻辑控制模块，其特征在于所述的绝对值运算单元部分还包括第二绝对值运算单元，与所述模糊逻辑输入成员函数部分和模糊逻辑输出成员函数部分连接，可在模糊逻辑输入成员函数转换前，将讯号e(t)转换为绝对值|Δe(t)|。

9.根据权利要求2或3或4或5或6或8中的任意一项的模糊逻辑控制模块，其特征在于有关积分系数Ki的讯号的模糊表示为代表时间t-1与时间t之间Ki变化的讯号ΔKi的模糊表示。

10.根据权利要求9所述的模糊逻辑控制模块，其特征在于所述的模糊逻辑输出成员函数部分还包括第一模糊逻辑输出成员函数，与所述的绝对值运算单元部分连接，可将ΔKi的模糊表示轉换為ΔKi數字訊號。

11.根据权利要求10所述模糊逻辑控制模块，其特征在于所述模糊逻辑控制模块进一步可由ΔKi及在时间t-1时的先前的Ki的值计算第一输出Ki。

12.根据权利要求11所述的模糊逻辑控制模块，其特征在于所述的模糊逻辑控制模块，其中模糊逻辑规则组包括第二模糊规则组，它将有關至少有一輸入的温度誤差及閥門控制訊號的模糊表示，映射至有關比例系數Kp的燮化訊號的模糊表示。

13.根据权利要求12所述的模糊逻辑控制模块，其特征在于所述的模糊逻辑控制模块进一步可由阀门控制讯号v(t)计算讯号Δv(t)，后者代表在时间t-1与时间t之间输入阀门开度的变化。

14.根据权利要求13所述的模糊逻辑控制模块，其特征在于所述的模糊逻辑控制模块，其中由第二模糊逻辑规则组所映像的讯号的模糊表示，为e(t)和Δv(t)的模糊表示。

15.根据权利要求13或14所述的模糊逻辑控制模块，其特征在于所述的模糊逻辑输入成员函数部分还包括第三模糊逻辑输入成员函数，与所述的绝对值运算单元部分连接，它可将Δv(t)讯号转换成模糊表示。

16.根据权利要求15所述的模糊逻辑控制模块，其特征在于所述的绝对值运算单元部分还包括第三绝对值运算单元，与所述模糊逻辑输入成员函数部分和模糊逻辑输出成员函数部分连接，在根据模糊逻辑输入成员函数转换前它可将讯号Δv(t)转换成相应的绝对值|Δv(t)|。

17.根据权利要求16所述的模糊逻辑控制模块，其特征在于所述的模糊逻辑输入成员函数部分还包括模糊逻辑输入成员函数，与所述的绝对值运算单元部分连接，可将讯号e(t)转换成模糊表示。

18.根据权利要求17所述的模糊逻辑控制模块，其特征在于所述的绝对值运算单元部分还包括绝对值运算单元，与所述模糊逻辑输入成员函数部分和模糊逻辑输出成员函数部分连接，在模糊逻辑输入成员函数转换前，将讯号e(t)转换成绝对值|e(t)|。

19.根据权利要求18所述的模糊逻辑控制模块，其特征在于所述的其中与比例系数Kp有关的讯号的模糊表示，为代表时间t-1与时间t之间Kp变化的讯号ΔKp的模糊表示。

20.根据权利要求19所述的模糊逻辑控制模块，其特征在于所述的模糊逻辑输出成员函数部分还包括第二模糊逻辑输出成员函数，它将ΔKp的模糊表示转换成Kp。

21.根据权利要求20所述的模糊逻辑控制模块，其特征在于进一步可由ΔKp及在时间t-1先前的Kp值计算第二输出Kp。

22.一种温度控制单元，包括权利要求1～21所述的模糊逻辑控制模块及比例积分控制器，其特征在于所述比例积分控制器与所述模糊逻辑控制模块中的模糊逻辑输出成员函数部分连接，用于接收模糊逻辑控制模块的第一及第二输出，并使用第一及第二输出产生阀门控制讯号v(t)。

23.根据权利要求22所述的温度控制单元，其特征在于所述的比例积分控制器可依据公式：v(t)＝Kpe(t)+Ki∫e(t)dt计算阀门的控制讯号v(t)。

24.根据权利要求22或23所述的温度控制单元，其特征在于可进一步用于接收代表液体实际测量温度的讯号y(t)；及代表该液体所需温度的讯号r(t)，该温度控制单元包括一加总装置，可由讯号y(t)及r(t)来计算讯号e(t)。

25.根据权利要求24所述的温度控制单元，其特征在于进一步包括温度传感器，用来测量液体的实际温度，并将测量值转换成讯諕y(t)，然后将此讯諕y(t)传递给温度控制单元。

26.一种控制液体温度的方法，包括：

—测量液体的实际温度并产生该实际温度的讯号y(t)；

—将讯号y(t)提供予比例积分控制器；

—计算讯号e(t)，它代表液体实际测量的温度与液体所需求的温度之间误差；

—使用比例积分控制器产生阀门控制讯号v(t)，v(t)代表热交换器的随动阀的开度，以此开度并依据讯号e(t)值来调节液体温度，积分系数Ki和比例系数Kp；

—及将阀门控制讯号v(t)供应予输入阀以控制液体的温度，其中，积分系数Ki和比例系数Kp使用模糊逻辑而获得，並應用模糊邏輯法則組将相關於閥門控制訊號的模糊表示以及温度的誤差訊號映射到相關的積分系數Ki和比例系數Kp的燮化訊號的模糊表示。

27.根据权利要求26所述的控制液体温度的方法，其特征在于进一步包括计算有关温度误差讯号e(t)的讯号，它由温度误差讯号e(t)来计算代表温度在时间t-1和时间t之间的误差的讯号Δe(t)。

28.根据权利要求27所述的控制液体温度的方法，其特征在于应用模糊逻辑法则组包括了应用第一模糊逻辑法则组，而第一模糊逻辑法则组是将e(t)和Δe(t)的模糊表示映射到相关的积分系数Ki的讯号的模糊表示。

29.根据权利要求26或27或28所述的控制液体温度的方法，其特征在于进一步包括计算相关阀门控制讯号v(t)的讯号，计算的根据是利用阀门控制讯号v(t)来计算讯号Δv(t)，Δv(t)表示在时间t-1和时间t之间输入阀门开度的变化。

30.根据权利要求29所述的控制液体温度的方法，其特征在于应用模糊逻辑法则组包括应用第二模糊逻辑法则组，而第二模糊逻辑法则组是将e(t)和Δv(t)的模糊表示映到相关的比例系数Kp的讯号的模糊表示。

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