单神经元网络PID控制及其在全液压矫直机中得仿真应用_张华君.docxVIP

单神经元网络PID控制及其在全液压矫*直机中的仿真应用张华君1，2，黄庆学2，权龙1(1太原理工大学机械电子工程研究所，太原030024;2太原科技大学省部共建国家重点实验室培训基地，太原030024)摘要:提出将单神经元网络PID控制应用于全液压矫直机的模型仿真，采用Ziegler-Nichols参数整定，并通过多次仿真实验，得出单神经元网络PID控制器的初始化权重值。通过仿真可以看到，此方法不仅解决了单神经元网络PID的权重值初始化问题，还将单神经元网络PID控制应用到液压伺服控制领域，为全液压矫直机的伺服控制提供了新的、行之有效的方法。关键词:全液压矫直机;单神经元网络PID控制;权重值中图分类号:TP391.9文献标志码:B文章编号:1671—3133(2013)03—0064—04SingleneuralnetworkPIDanditssimulationanalysisinfull-hydraulicstraighteningmachineZhangHuajun1，2，HuangQingxue2，QuanLong1(1InstituteofMechatronicEngineering，TaiyuanUniversityofTechnology，Taiyuan030024，China;2StateKeyLaboratoryCultivationBaseofProvince-MinistryCo-Construct，TaiyuanUniversityofScienceandTechnology，Taiyuan030024，China)Abstract:ThesingleneuralnetworkPIDcontrollerwasusedinthemodelsimulationanalysisofthefull-hydraulicstraighteningmachine．AndtheZiegler-NicholstuningmethodhasbeenadoptedandtheinitializationvalueofthesingleneuralnetworkPIDcontroller’sweightvalueshasbeenobtainedthroughanumberofsimulationexperiments．Bysimulationandanalysis，themethodnotonlysolvestheinitializationproblemofthesingleneuralnetworkPIDcontrollerweightvalue，butalsoappliesthesingleneu-ralnetworkPIDcontrollerintothisnewareaofthehydraulicservocontrolandprovidesanewandeffectivecontrolwayforthefull-hydraulicstraighteningmachine．Keywords:full-hydraulicstraighteningmachine;singleneuralnetworkPIDcontroller;weightvalue0引言目前，我国的钢铁行业正处在由关键设备主要依靠进口到国产化的重要历史阶段。板带矫直机作为板带型钢材精整线的主要设备之一，其作用地位是不可替代的。全液压矫直机作为机械矫直机的替代产品，其具有节能、绿色环保等优良品质。但是作为全液压矫直机的关键技术之一，液压伺服控制是一个技术难点，在压下与抬起的过程中，其模型参数具有非线性、时变性特征，一直以来阻挠着我国全液压矫直机的国产化水平［1］。传统的PID控制是将被控对象的给定值与其实际值的误差、误差积分和误差微分这三个变量的线性组合而形成控制量即被控对象的输入量。由于固定的PID参数不能适应矫直机参数的变化，这就使寻找自适应PID控制成为必然。单神经元网络PID控制作为一种新型的神经网络控制算法，具有PID控制的优点，又兼有神经网络自学习的优点。随着现代工业现场被控对象的复杂性及其随时间变化的特征，单神经元网络PID控制的应用越来越*国家青年科学基金资助项目;国家973计划前期研究专项课题(2011CB612204);校青年基金项目广泛。在文献［2］中，作者通过改进型单神经元网络32PID控制，改善了船舶操纵性能和鲁棒性。文献［3］证明了单神经元网络PID控制的收敛性和稳定性，并通过单神经元网络PID控制在多变量控制系统中的仿真分析与应用，验证了单神经元网络PID控制的自匀速压下→板材的矫直→液压缸的匀速抬起。1．2全液压矫直机液压伺服系统建模全液压矫直机液压伺服系统的传递函数G(s)模型为