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模糊PID控制算法在薄壁管夹紧力控制中的应用

目录

文档综述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

1.1.1薄壁管加工在制造业中的重要性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

1.1.2精确夹紧力控制的必要性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

1.2国内外研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

1.2.1传统PID控制在夹紧力控制中的应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13

1.2.2模糊PID控制算法的研究进展．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

1.3本文主要研究内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

1.4本文组织结构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19

相关理论概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

2.1模糊控制理论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22

2.1.1模糊逻辑的基本概念．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

2.1.2模糊推理系统．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27

2.2PID控制算法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30

2.2.1PID控制原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32

2.2.2传统PID控制的局限性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

2.3模糊PID控制算法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35

2.3.1模糊PID控制结构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39

2.3.2模糊PID控制器的设计方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40

薄壁管夹紧力控制系统建模与分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41

3.1薄壁管夹紧过程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43

3.2夹紧力控制系统的数学模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44

3.2.1硬件组成．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46

3.2.2数学模型的建立．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．49

3.3夹紧力控制系统特性分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52

3.3.1系统的动态特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．56

3.3.2系统的稳定性分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．57

基于模糊PID的薄壁管夹紧力控制策略设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．60

4.1模糊PID控制器的结构设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．62

4.1.1输入输出变量的选取．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．66

4.1.2模糊集和隶属度函数的确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．67

4.2模糊规则的建立．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．68

4.2.1模糊规则的推理过程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．74

4.2.2模糊规则的优化方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．75

4.3PID参数的自整定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．78

4.3.1自整定算法的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．80

4.3.2自整定参数的调整策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．82

仿真实验与结果分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．