基于模糊控制的液压伺服控制系统研究.pdfVIP

学兔兔 第4期(总第185期) 机械 工 程 与 自动 化 NO．4 2014年08月 MECHAN1CAL ENGINEER1NG AUT0MAT10N Aug． 文章编号：1672—6413(2014)04—0158—02 基于模糊控制的液压伺服控制系统研究 高明玉 (1．太原理工大学信息工程学院，山西 太原 030024；2．山西大同煤矿集团宏泰矿山工程建设有限责任 公司，山西 大同 037003) 摘要：针对非线性的液压伺服控制系统，设计了一种常规PID控制器和一种模糊PID控制器，并分析了它 们的优点和缺点。通过MATLAB仿真表明，该模糊控制器既具有常规PID控制器高精度的优点，又具有模 糊控制器快速、适应性强、可靠性高的特点，为液压系统控制提供了可行的方案。 关键词：液压伺服控制系统；模糊控制器；PID控制器 中图分类号：TM921．54 1：TP273． 4 文献标识码：A 0 引言 节和一个微分环节，它的输人输出形式可表示为： 作为液压控制技术的一个重要研究分支，液压伺 “( )一K P( )+K JP(t)dt+K ． 服控制系统是自动控制领域的重要研究对象之一，近 J U 些年来，取得了很多研究成果 ]。液压伺服控制系 其中：P( )为PID控制器的输入量；“(￡)为PID控制器 统的控制任务是使控制系统的被控制量不受干扰的影 的输出量；K ，K ，K 分别为PID控制器的比例系数、 响，使系统的输出能够快速地跟踪系统的输入。随着 积分系数和微分系数。传统PID控制器是比较古老 和经典的控制器，具有控制精度高、抗干扰能力强等优 生产力的高速发展，要求液压伺服控制系统的反应速 度越来越快，超调量越来越小。 点，但是它仅对于线性控制系统适用，对于非线性控制 系统不适用，如果不知道被控对象精确的数学模型，传 由于液压伺服控制系统具有参数时变性、外负载 干扰和非线性，采用传统的PID控制，控制效果不是 统的PID控制也是不可用的。 特别理想，而模糊控制的优点是不要求被控对象有精 确的数学模型，并且对于非线性和不确定性的被控对 象可以实现实时控制。本文分别运用PID控制和模 糊控制对液压伺服控制系统进行控制，并通过 MATLAB仿真分析说明了模糊控制具有较好的动态和 稳态性能。 1 液压伺服控制系统模型设计 先建立液压伺服控制系统的模型，如图 1所示。 它由控制器、放大器、伺服阀、液压缸和负载、位置传感 器 5大部分组成，其结构如图2所示。 对于非线性的液压伺服系统进行线性化之后，其 传递函数为： 图1 液压伺服控制系统的模型 G㈤ 一 1． 25~106 · 3 模糊控制器的设计 s( + + 1) 定义误差E、误差变化率E 和控制量己，的模糊 2 PID控制器的设计 子集均为： 传统PID控制器包含一个比例环节、一个积分环 {NB，NM，NS，Z，PS，PM，PB}． 收稿日期：