基于STM32微控制器的罐式橡胶硫化系统智能控制的实现,主要是针对军工企业实心轮胎硫化系统存在的控制精度不高、次品率高以及自动化程度低的问题。文章提出了一个新的控制方法,即通过等效硫化方式代替传统的定时硫化方法,以及设计了一种特殊的温度控制算法——模糊免疫PID控制算法。文章的关键词包括STM32、温度控制、模糊免疫PID算法以及等效硫化。
STM32微控制器,尤其是STM32F103系列,由于其高性能、低功耗的特点,被选为主控制器。STM32微控制器系列基于ARM Cortex-M3内核,支持丰富的接口,适合用于各种工业控制系统。
在设计时,为了提高控制精度,研究者利用了模糊控制原理来处理蒸汽硫化过程中温度的时变、大滞后和非线性特性。模糊控制是一种基于模糊逻辑的控制方法,它不依赖于精确的数学模型,可以很好地应对系统不确定性和非线性问题。
除了模糊控制之外,还融入了生物免疫的原理,发展出模糊免疫PID控制算法。免疫PID控制将生物免疫系统的动态特性和自适应调节能力引入PID控制策略中,使得控制系统能更好地适应环境变化,具有较强的鲁棒性。
系统硬件设计包括了外围电路的设计,以及选择了STM32F103作为控制核心。在硬件的选择和电路设计方面,需要考虑到系统的稳定性和对环境的适应能力。
为了确保系统的实时性能,移植了实时嵌入式操作系统ucos/ii到STM32微控制器上。实时操作系统能够对任务进行实时调度,确保高优先级的任务能够及时执行,从而满足实时性要求。
在软件设计方面,系统设计了相应的任务,并通过ucos/ii内核进行任务调度。这样做的目的是为了使系统能够更好地管理多任务执行,并保证任务的实时性。仿真结果验证了该控制算法的有效性,表明免疫PID控制具有良好的控制效果和很高的鲁棒性。
在生产现场应用后,新的控制系统在稳定自动运行的基础上,能够很好地满足军品橡胶对温度控制的要求。温度控制精度可达±1℃,这说明系统在实际应用中表现出了极高的控制精度。
此外,新系统还具有成本低、操作简单的特点。一方面,系统的硬件成本不高,另一方面,由于系统具备良好的用户界面和操作流程,使得操作人员能够快速上手,从而大幅度提高了企业的经济效益。
基于STM32的罐式橡胶硫化系统智能控制的实现,不仅成功解决了实心轮胎硫化系统的控制问题,还在控制精度、系统的鲁棒性、成本和操作便捷性等方面带来了显著的提升。这一技术的实现和应用,对提高类似工业自动化控制系统的智能化水平,以及降低生产成本、提高生产效率具有重要的意义。