分析模糊自適應(yīng)pid控制器在液壓agc系統(tǒng)中的應(yīng)用

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1、2010年3月機(jī)床與液壓Mat．2010第38卷第6期MACHINETOOL＆HYDRAULICSVo1．38No．6DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2010．06．024模糊自適應(yīng)PID控制器在液壓AGC系統(tǒng)中的應(yīng)用柴光遠(yuǎn)，趙鵬兵(西安科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，陜西西安710054)摘要：針對液壓AGC(AutomaticGaugeContro1)系統(tǒng)生產(chǎn)工藝中對厚度控制的要求，設(shè)計(jì)一種應(yīng)用于液壓AGC系統(tǒng)的模糊自適應(yīng)PID控制器。該控制器以常規(guī)PID控制為基礎(chǔ)，根據(jù)偏差和偏差的變化率，利用模糊邏輯實(shí)現(xiàn)PID參數(shù)的在線自調(diào)

2、整，進(jìn)一步完善PID控制器的性能，提高厚度控制系統(tǒng)的控制精度。仿真結(jié)果表明：該控制器既具有常規(guī)PID控制器高精度的特點(diǎn)，又具有模糊控制器響應(yīng)速度快的特點(diǎn)，而且具有良好的動(dòng)態(tài)、穩(wěn)態(tài)性能以及較強(qiáng)的魯棒性，能夠使液壓AGC系統(tǒng)達(dá)到滿意的控制效果。關(guān)鍵詞：液壓AGC；模糊PID控制；自適應(yīng)；仿真中圖分類號(hào)：TP273文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1001—3881(2010)6—069—3ApplicationofFuzzySelf-adaptivePIDControllerintheHydraulicAutomaticGaugeControlSystemCH

3、AIGuangyuan，ZHAOPengbing(SchoolofMechanicalEngineering，Xi’anUniversityofScienceandTechnology，Xi’anShaanxi710054，China)Abstract：Accordingtotherequirementsofgaugecontrolinthehydraulicautomaticgaugecontrol(AGC)producingprocess，akindofparameterself-adaptivefuzzyPIDcontrollerusedi

4、nthehydraulicAGCcontrolsystemwasdesigned．Accordingtotheen_0randitsderivative，theonlineself-adjustmentofPIDparametersWasrealizedusingfuzzylogicbasedor／conventionalPIDcontm1．Theprop—ertiesofPIDcontrollerwasimprovedandtheprecisionofgaugecontrolsystemwasenhanced．Theresultsofsimul

5、ationindicatethatthecontrollerpossessesboththeprecisecharacteroftheconventionalPIDcontrollerandthefastresponserateofthefuzzycontroller．Thefuzzyself-adaptivePIDcontrollerhasthebetterdynamicandsteadypropertyandthestrongerrobustness．Itgivesagoodcontrolper-formancetothehydraulicA

6、GCsystem．Keywords：Hydraulicautomaticgaugecontrol；FuzzyPIDcontrol；Self—adaption；Simulation液壓AGC(AutomaticGaugeContro1)系統(tǒng)主要方式如圖1所示。．■一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一]由信號(hào)調(diào)節(jié)器、伺服放大器、電液伺服閥、液壓缸、軋機(jī)輥系和傳感器等組成，該系統(tǒng)具有非線性、滯后性、大慣性等特點(diǎn)。常規(guī)PID控制需要建立被控對象精確的數(shù)學(xué)模型，難以處理復(fù)雜的非線性控制系統(tǒng)，它不能實(shí)時(shí)調(diào)整PID參數(shù)，且響應(yīng)速度不夠快。而模圖1液壓AG

7、C系統(tǒng)位置控制結(jié)構(gòu)圖糊控制可以把人的經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為控制策略，對時(shí)變的、上述位置控制系統(tǒng)包括伺服閥、供油管道、非線性的、滯后的、高階大慣性的被控對象，能獲得液壓缸、輥系、回油管道、傳感器、控制調(diào)節(jié)器良好的動(dòng)態(tài)特性，即可以有很好的反應(yīng)速度和穩(wěn)定等7種動(dòng)態(tài)元件，通過分析得出如圖2所示的位性，但卻無法消除靜態(tài)誤差，需要引入積分作置控制框圖。為液壓固有頻率；為液壓阻尼用?；谝陨显?，作者將模糊控制與傳統(tǒng)PID系數(shù)；A為液壓缸無桿腔面積；A。為液壓缸活塞控制相結(jié)合，設(shè)計(jì)了一種參數(shù)自適應(yīng)整定模糊PID控有效面積；K為流量增益；K為負(fù)載彈簧剛度；制器。在MATLA

8、B中編寫程序?qū)ζ溥M(jìn)行了仿真研究，K。為調(diào)節(jié)器比例系數(shù)；T為壓力傳感器時(shí)間常結(jié)果表明：模糊自適應(yīng)PID控制器具有良好的動(dòng)態(tài)、數(shù)；V為液壓缸