基于DSP的火车制动梁中频加热电源研制

4 控制策略及控制流程
在制动梁生产中，由于存在各种扰动，中频感应加热电源必须具有自动调节能力，才能使系统可靠工作，保证加热质量。系统采用温度控制外环与电压环、电流环以及阻抗3个闭环相结合的恒温控制方式。控制系统结构如图5所示。

电压和电流调节器组成常规电压、电流双闭环控制。在启动和运行的整个阶段，电流环始终参与工作，电压环只在运行阶段工作。下面主要分析模糊PID温度控制策略。
温度闭环采用调节电源输出功率的方式来控制加热温度。在中频电源中，中频输出功率PH与工件终点温度T之间关系为：

式中：UH为中频电压；RH为等效电阻。
由式(1)，式(2)得，由于T>>T0，所以由上式可得，可知，调节UH即可达到调节温度的目的。当测得的坯料温度高于设定范围时，中频电源会自动降低输出功率，反之温度低于设定温度范围时，中频电源会自动升高输出功率，使加热温度始终保持在规定范围内。为克服中频电源加热时，受负载影响较大、参数变化等问题，温度控制闭环采用模糊PID调节方式。模糊控制器以加热时间作为一个输入量，以第n个采样周期中频加热系统的温度偏差e(t)作为另一个输入量，设计3个模糊控制器对PID控制中的3个参数进行在线调整。PID控制器根据整定后的参数、输入温度设定值以及检测得到的温度计数控制输出量。参数自整定模糊控制器的结构如图6所示。