PID控制在伺服系统中的应用.pdfVIP

碳钢薄板厂设备技术研究论文专集 酒钢科 技 专刊 控 制 在 伺 服 系 统 中 的 应 用 宋维嘉 摘 要:传 统 的 PI D 控 制 系统 虽然 具有 稳 定 结 构 简单 等优点,但是 当被控 对 象参 数发 生 改变 或 者受非线性 因素影响发生变化时不能 随之改变,无法满足 高性能 高精度 的要求 模糊 PI D 控制方 式 已经在许 多领域得到运用 将模糊 PI D 控制 与传统 PI D 控制进行对 比, 利用模糊推 理方法实现 了对 PI D 参数 的在线 自动整定,对提高系统 的响应速度, 系统的稳定性 ,鲁棒性达到满意 的控制效果 关键 词 : PI D 控制 ;模 糊 PI D 控 制;运 动控 制 1 概 述 PI D 控制 与模糊控制 是两种 常用 的控制方法,但 它们还存在 一些不足, 如一般 PI D 控制容易产超 调,而模糊控制 的稳态精度不 高,将先进控制策 略和传 统 PI D 控制相结合是解 决上述 问题 的一很好 的 方法 模糊控制 系统是一种 典型 的智能控制 系统 , 是通过计算机完成人们用 自然语 言所描述 的控制 活 动, 可 以不需要知道被控对 象 的数学模型即可实现较好 的控制 , 具有系统响应快 ,超调小 , 过渡过程 时 间短等优点 在控制原理上它应用模糊集合论 模糊语言变量和模糊逻辑推理的知识,模拟人的模糊 思维方法 , 对 复杂过程进行控制 在结构上 与传 统 的控制系统没有太 大 的差别 , 主要不 同之处在于控 制器采用 了具有 智能性 的模糊控制器 模糊控制器是模糊控制 系统 的核心 模糊控制器 主要包括输 人 模糊化 知识库 推理 决策 输 出精确化 四个部分 一个模糊控制系统 的性 能优劣 , 主要取 决于模糊控 制器 的结构 所采 用 的模糊规则 合成推理算法和模糊 决策 的方法等因素 模糊控制器 与传 统 的 PI D 控制 相结合, 既具有 模糊 控制 的灵活 适应性 强的优 点,又具有 PI D 控 制精度 高 的特点 2 户!O 控 制器 在平整机调速 系统 中, 常规 PI D 控制器采 用西 门子 7S 一4 00 型 PLC 实现, 直接对被控对 象进 行 双闭环控制( 速度环和 电流环) ,并且 3 个参数 饰 Ki Kd 可在线或离线整定 PI D 控制器是一种线性 控 制器 , 常见 的 PI D 控 制形 式为 : uPI D 二Kve + 芍j edt + Kd e ( l ) 其 中kp ki kd 分别称 为可调节 的 比例 系数 积分系数和微分系数 PI D 控制 的这三个环节 的作 用很 明显 : ( )l 比例环 节 : 即成 比例地反 映偏 差信号 , 偏差一旦产生 , 控制器 就产生 作用 减小偏差 (2 ) 积 分环节 :主 要用 于消除静差 , 提高 系统的无差 度 ()3 微分 环节 : 能反 映偏 差信 号的变 化趋势( 变化速 率) , 并 能在偏 差信号值变得 太大 之前 , 在 系统 中引人一 个有 效 的早期 修正信号 , 加快 系统 的动作速度 , 减小调 节时 间 由此 可见 ,PI D 控制 器各 环节 物理 意义 明显 , 三个 参 数在 实际控 制 中操作 也 比较方便 3 模糊 PI O 控制 模 糊 控制 系统 是一种 典 型的智 能控制 系统 , 是通过计 算机完 成人们 用 自然语 言所 描述 的控 制 活 一 1 4 一 碳钢 薄板 厂 设备技 术研 究论文 专集 酒钢 科技 专刊 动 , 可 以不 需要知道被控对象 的数 学模 型即可实现较好 的控制 , 具有 系统 响应快 , 超 调小 , 过渡过程 时 间短等优点 为 了提高系统