CN202794887U - 一种模糊pid控制恒温晶体振荡器系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及恒温晶体振荡器技术领域，尤其涉及一种模糊PID控制恒温晶体振荡器系统，包括恒温晶体振荡器，模糊控制器，模糊控制器输出端与恒温晶体振荡器电连接，本实用新型通过设置模糊控制器将温度以及温度的变化量的分类分得更细，使得模糊控制的结果值有更加精细的补偿，从而提高了控制补偿精度，使得恒温晶体振荡器温度控制效果更好，进而确保恒温晶体振荡器正常工作。

Description

一种模糊PID控制恒温晶体振荡器系统

技术领域

本实用新型涉及恒温晶体振荡器技术领域，尤其涉及一种模糊PID控制恒温晶体振荡器系统。

背景技术

目前恒温晶体振荡器的温度控制采用的是传统的PID控温方式，所不同的是用单运放还是多运放、是热敏电阻接电源端还是接地线端，都是控制热敏电阻所在的一点温度，而槽体的温度梯度和槽内的温度波动都很的大，要实现均匀、稳定的温度控制很难。同时控制的温度误差也比较大，而OCXO(恒温晶体振荡器)中的晶体对温度十分的敏感，温度的细小波动都会造成输出频率的随之波动，影响了产品的性能。因为晶体是放置在该槽体中，因此，如何设计能得到更稳定的槽体温度直接关系到该产品的稳定性能。

在大型工业，例如炉堂温度、汽车、洗衣机、化工流量等领域都有引用模糊控制理论。模糊控制理论是在模糊集合论的数学基础上发展起来的，是一种以模糊集合论、模糊语言变量以及模糊逻辑推理为数学基础的新型计算机控制方法，具有许多传统控制方法无法与之比拟的优点。对于温度控制系统而言，温度t是通过控制加热装置的供电电压u来控制的。工艺要求温度应控制在温度给定值tg附近，因为温度有非线性、时变性以及室温、工作条件等的不良扰动因素，且温度控制通常要求具有快速、无超调的响应特性，用常规的PID调节器很难满足这些要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足而提供一种模糊PID控制恒温晶体振荡器系统，其模糊控制的结果值有更加精细的补偿，控制补偿精度高。

本实用新型的目的通过以下技术措施实现：

一种模糊PID控制恒温晶体振荡器系统，包括恒温晶体振荡器，还包括模糊控制器，模糊控制器输出端与恒温晶体振荡器电连接。            其中，还包括温度传感器，温度传感器的输入端与恒温晶体振荡器输出端电连接，温度传感器的输出端与模糊控制器的输入端电连接。

其中，温度传感器与模糊控制器之间设置有模数转换器，模数转换器的输入端与温度传感器的输出端电连接，模数转换器的输出端与模糊控制器的输入端电连接。 

其中，模糊控制器与恒温晶体振荡器之间设置有数模转换器，数模转换器的输入端与模糊控制器的输出端电连接，数模转换器的输出端与恒温晶体振荡器的输入端电连接。

其中，模糊控制器为二维模糊控制器。

本实用新型提供的一种模糊PID控制恒温晶体振荡器系统，包括恒温晶体振荡器，模糊控制器，模糊控制器输出端与恒温晶体振荡器电连接，本实用新型通过设置模糊控制器将温度以及温度的变化量的分类分得更细，使得模糊控制的结果值有更加精细的补偿，从而提高了控制补偿精度，使得恒温晶体振荡器温度控制效果更好，进而确保恒温晶体振荡器正常工作。

附图说明

图1是本实用新型的系统方框图；

图2是本实用新型的模糊控制器控制规则图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明，如图1所示。

本实施例的一种模糊PID控制恒温晶体振荡器系统，包括恒温晶体振荡器2，还包括模糊控制器1，模糊控制器1输出端与恒温晶体振荡器2电连接还包括温度传感器3，温度传感器3的输入端与恒温晶体振荡器2输出端电连接，温度传感器3的输出端与模糊控制器1的输入端电连接。

其中，温度传感器3与模糊控制器1之间设置有模数转换器4，模数转换器4的输入端与温度传感器3的输出端电连接，模数转换器4的输出端与模糊控制器1的输入端电连接。 

其中，模糊控制器1与恒温晶体振荡器2之间设置有数模转换器5，数模转换器5的输入端与模糊控制器1的输出端电连接，数模转换器5的输出端与恒温晶体振荡器2的输入端电连接。

其中，模糊控制器1为二维模糊控制器1。

本实施例提供的一种模糊PID控制恒温晶体振荡器系统，通过设置模糊控制器1将温度以及温度的变化量的分类分得更细，使得模糊控制的结果值有更加精细的补偿，从而提高了控制补偿精度，使得恒温晶体振荡器2温度控制效果更好，进而确保恒温晶体振荡器2正常工作。

本实施例所设计的模糊温度控制器要求是一个恒值控制系统，为了取得比较理想的控制效果，采用了二维模糊控制器1。以误差E以及误差的变化率EC作为模糊控制器1的2个输入变量，以温度t作为被控量。

模糊控制系统的方框图如图1所示。

其中Ri 为给定量,模糊控制器1的具体控制方法为：

输入变量及控制量的论域 ：将温度偏差E的论域分为14档分别为：

｛－6－5－4－3－2－1-0＋0＋1＋2＋3＋4＋5＋6｝

选择误差变量E的模糊子集为：

｛PB，PM，PS，PO，NO，NS，NM，NB｝

将温度偏差变化率EC的论域分为13档：

｛－6－5－4－3－2－1＋0＋1＋2＋3＋4＋5＋6｝

选择误差变量EC的模糊子集为：

｛PB，PM，PS，O，NS，NM，NB｝

将控制量U的论域分为15档：

｛－7－6－5－4－3－2－1＋0＋1＋2＋3＋4＋5＋6＋7｝

选择控制量U的模糊子集为：

｛PB，PM，PS，O，NS，NM，NB｝

 控制规则：本实施例把有经验的操作人员的工作经验，总结成一些控制规则，再把这些控制规则写成一些模糊条件语句，从而构成了理想的控制器。

制定的控制规则如图2所示。本实施例通过Matlab软件实现模糊关系及模糊控制响应表的计算，利用了合成推理法中的Maindani法，并将Matlab作为编程语言，通过编程计算出模糊关系矩阵。

设温度控制系统的控制规则格式为：

 If E = Ai  and   EC=Bj  then  U= Cij

 则有模糊关系R，且：R=Uij Ai ×Bj×Cij

本实施例利用间接法制造控制表，这种方法的特点是首先求出模糊关系R，再根据输入的偏差和偏差变化率，利用合成推理方法求出模糊输出量。最后经过非模糊化可把模糊量转换为精确量即可得到控制表。

本实施例将模糊控制引入到恒温晶体振荡器2（OCXO）行业，并将模糊控制与PID相结合，可以将温度以及温度的变化量的分类分得更细，以便模糊控制的结果值有更加精细的补偿，从而提高了控制补偿精度；同时外围PID的多运放、多参量，例如温度比较量、加热电流量的控制，使得产品的温度控制精度进一步提高。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims (5)

1.一种模糊PID控制恒温晶体振荡器系统，包括恒温晶体振荡器，其特征在于：还包括模糊控制器，模糊控制器输出端与恒温晶体振荡器电连接。

2.根据权利要求1所述的模糊PID控制恒温晶体振荡器系统，其特征在于：还包括温度传感器，温度传感器的输入端与恒温晶体振荡器输出端电连接，温度传感器的输出端与模糊控制器的输入端电连接。

3.根据权利要求2所述的模糊PID控制恒温晶体振荡器系统，其特征在于：温度传感器与模糊控制器之间设置有模数转换器，模数转换器的输入端与温度传感器的输出端电连接，模数转换器的输出端与模糊控制器的输入端电连接。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的模糊PID控制恒温晶体振荡器系统，其特征在于：模糊控制器与恒温晶体振荡器之间设置有数模转换器，数模转换器的输入端与模糊控制器的输出端电连接，数模转换器的输出端与恒温晶体振荡器的输入端电连接。

5.根据权利要求4所述的模糊PID控制恒温晶体振荡器系统，其特征在于：模糊控制器为二维模糊控制器。

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