模糊计算法在降低IC卡水表计量误差中的应用

　　目前大多数IC卡水表是以传统的机械式水表为基表, 加装电子控制器和电磁阀组成集售水、计量、控制于一体的智能型水表, 通过电磁式电子取信装置将基表水轮的转动转换为脉冲信号, 输入控制器。究竟每个脉冲等价于多少水量, 须由标准的量器和脉冲仪测出基表通过一定水量(例如100L)时的脉冲数, 将此脉冲数作为标准的“校表数”通过工控机写入控制器集成电路的芯片。这样控制器的计算就能与基表的通水量对应一致。由于是采用基表叶轮转动圈数转换为脉冲数, 加上流体的不稳定性和不确定性以及涡流的影响, 造成了通过基表的总流量与叶轮转动圈数存在误差, 最后将误差引入控制器。

　　由于误差与流体的流量及压力、流体本身特性有一定关系, 所以“校表数”在任何流量下测量都会给其他流量带来计量误差。为减小实际使用中的误差, 特提出如下模糊计算法来确定“校表数”。

　　一、算法设计

　　由M+N个采样点取得最大值及最小值, 再由最小值逐步向最大值逼近, 按照给定步长逐一计算每个采样点是否超出国家行业标准及相关标准允许的误差范围, 若搜索完毕但未找到满足要求的点, 则此基表不合格; 若找到符合要求的上下界值, 在此界限内由小到大逐步计算加权误差值, 并保留当前的误差值; 将当前的误差值与上一次误差值作比较, 保留较小值作为判别表达式的值, 直至搜索完毕; 将最后保留误差值下的搜索值作为最佳期望值, 即为“校表数”。此过程的关键在于误差的确定,由于在水表计量中按流量的不同可分为高压和低压计量。其允许误差也不同, 所以在计量误差时首先要确定采样的分布区间是属于高区还是低区, 再有, 允许误差值在每一采样点反向加权得到当次误差值。在计算过程中是由低向高逐步搜索的。在整个界限内必将有一个最小值, 但误差与采样值之间的函数不是单调的, 所以当出现本次搜索值所对误差的判断值(误差值) 大于上次待比较值时, 当前值不一定为期望值。

　　这就需要在搜索过程中每一步都将比较后所得较小误差及相应的搜索值保存下来, 直至搜索完毕。所保留下的误差值必为整个界限内的最小值,此时的搜索值也就是期望值。

　　二、具体程序设计

　　由于搜索界限并不太大且计算步长也不小于1, 所以用最基本的逐步搜索法即可。在程序开始后需要进行初始化, 对一些需要变量及常量和函数进行申明:

　　Sup=0.02 为行业标准高区允许误差;

　　Sdown=0.05 为行业标准低区允许误差;

　　niup(i=1,2,3 M) 为 高 区采样值;