模糊控制在溫濕度控制檢測儀中的應用第1頁，共11頁，2023年，2月20日，星期五1.溫濕度模糊控制的組成部分第2頁，共11頁，2023年，2月20日，星期五2.溫濕度控制檢測儀總電路第3頁，共11頁，2023年，2月20日，星期五3.各模塊簡單介紹(1)MSP430系列該控制系統使用16位微控制器MSP430G2553，MSP430微控制器MCU(MicroControllerUnit)是TI公司推出的一款具有豐富片上外圍的超低功耗16位FLASH型混合信號處理器。本系統使用的MSP430有一個串口通信接口，一個帶有大量捕獲／比較寄存器的16位定時器，看門狗，一個模擬電壓比較器,同時還擁有ADC10、ADC12、DAC12等轉換模塊。下圖為MSP430G255332引腳的QFN封裝圖。第4頁，共11頁，2023年，2月20日，星期五（2）濕度傳感器接口電路濕度測量使用濕度傳感器HIH一3610，該濕度器具有良好的線性電壓輸出特性。，輸出電壓的范圍+0.8～+3.9V，采用+4～+5.8V電源供電。在室溫下，HIH一3610輸出電壓與濕度關系：Uout=Ucc（0.0062RH+0.16);Uout為輸出電壓，Ucc為電源電壓，RH為相對濕度（%)。

第5頁，共11頁，2023年，2月20日，星期五（3）溫度傳感器接口電路溫度測量使用溫度傳感器TMP37，屬于線性電壓輸出模擬集成溫度傳感器，低電壓供電，電源電壓范圍是+2.7～+5.5V，溫度測量電路如圖2-7。在室溫下，TMP37輸出電壓與溫度關系：Uout=Kv*t；Uout為TMP37的線性電壓輸出；Kv為電壓溫度系數；t為溫度(℃)。Uout的特性直線可以MSPG2553進行測試，編寫一個AD采樣函數，濾波處理可以通過均值處理或者中值處理，在測量的溫度范圍內進行數據測試，并通過MATLAB進行曲線擬合得到Uout的特性直線。（以前對壓力傳感器進行過MATLAB曲線擬合，覺得這個方法笨拙了一點，不過很有效。）第6頁，共11頁，2023年，2月20日，星期五（4）MSP430G2553的ADC10模塊（DAC12模塊不做介紹）詳見MSPGX2XX數據手冊549頁第7頁，共11頁，2023年，2月20日，星期五（5）模糊控制規則在設計時選擇濕度偏差e及偏差變化率ec作為輸入變量，設定其模糊語言變量為E、EC；輸出量為PID參數的增量Kp、Ki、Kd。輸入量E和EC和輸出量Kp、Ki、Kd的模糊子集均分為七級：[NB,NM,NS,ZO,PS,PM,PB]，論域為[-3，-2，-1，0，1，2，3]。建立模糊規則：ECENBNMNSZOPSPMPBNBPBPBPBPBZOZOPSNMPBPBPBPBZOZOPSNSPMPMPMPMZONSNSZOPMPMPSZONSNMNMPSPSPSZONMNMNMNMPMZOZONMNBNBNBNBPBZOZONMNBNBNBNB當E分別為PM，NM，NB，ZO，NS，PS，PB時，Kp有七條控制規則，共49條控制規則。同樣，Kd、Ki也各有49條控制規則。Kp控制規則如上表所示。第8頁，共11頁，2023年，2月20日，星期五得到Kp的模糊子集，下一步就要進行模糊判決，通過試驗采用最大隸屬度法。通過模糊判決，就可以得到Kp的模糊控制表。采用同樣的方法就能夠得到Ki和Kd的模糊控制表。程序的設計就是一個查表得過程，通過查表對應的得到Kp、Ki、Kd。這樣就可以通過模糊PID控制，得到溫濕度控制過程：這里MATLAB真是個好東西，MATLAB能進行參數的微調。第9頁，共11頁，2023年，2月20日，星期五4.程序設計第10頁，共11頁，2023年，2月20日，星期五自我理解：假設是空調應用：沒有按鍵時，該程序實現的功能是溫度、濕度的保持，空調給定濕度，ADC10采樣溫度值，接下來通過液晶顯示當前溫度值，接下來通過模糊PID控制，進行溫度校正（因為輸入的是偏差e及偏差變化率ec，第一次沒有返回處理后的偏差e及偏差變化率ec時PID不做處理），然后進行DAC12的模數轉換，進行進行加濕或者除濕處理（第一次不做處理），溫度傳感器和濕度傳感器進行溫度和濕度的檢測，與給定溫度進行比較，得出偏差e及偏差變化率ec，然后進行ADC10采樣當前溫度值......當有按鍵時（程序中應該有消抖處理），例如需要調整到一個更加舒適的溫度和濕