伺服控制控pid智能控制

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1、....伺服控制课程设计论文——速度控制系统设计........目录伺服控制课程设计论文1摘要3引言41.总体设计和总体方案分析51.1电机系统分析51.2系统设计框图61.3传递函数72硬件部分设计72.1选择电机72.2选择变频器82.3选择光电码盘92.4F/V112.4.1主要特点122.4.2电性能参数122.4.3引脚排列及内部结构132.4.4工作原理142.5应用电路142.6A/D和D/A转化电路183.软件部分设计193.1控制系统仿真分析193.2控制算法设计203.3连续系统的PID算法设计(程序见附件一)213.3.1PI

2、D参数推导213.3.2PID参数作用213.3.3参数整定223.3.4控制算法的实现223.3.5.基于simulink伺服控制233.4.数字PID控制算法(程序见附录二)243.5matlab的自适应模糊PID控制系统263.5.1matlab模糊工具箱263.5.2模糊系统设计(设计程序见附录)263.5.3模糊控制设计343.5.4matlab/simulink模糊控制仿真373.6单神经元自适应控制算法383.6.1单神经元控制算法介绍383.6.2单神经元控制算法实现394.计算机人机界面设计414.1含有PID界面设计(程序见附件

3、3)414.2伺服控制PID界面设计435设计总结455.1比较四种控制策略的优缺点45........5.2设计心得体会466.程序附录46附录一：连续PID程序46附录二：数字PID程序48附录三：控制系统GUI界面程序设计49附录四：伺服控制系统GUI程序51附录五：模糊系统设计55附录六：模糊控制设计程序58附录七：单神经元自适应控制程序60附录八：信号采集函数61摘要交流电机作为工业系统及日常生活中最常见的运动执行器，对其转速进行控制具有重要意义。基于计算机的电机调速系统应用越来越广泛。本设计主要包括以下三个部分：1)总体设计方案分析与设

4、计:硬件设计光电转换及信号调理电路设计、频压转换电路设计。电动机及变频器（驱动装置）、A/D及其D/A板选择等。2)软件设计:系统管理程序、控制算法设计及信号的采集与处理程序等。本文主要侧重点是软件设计利用传统的PID设计，控制效果非常理想，满足工业生产的应用。智能控制算法作为当今控制系统的研究热点问题，我们也进行了深入的学习，分别利用模糊自适应控制算法和单神经元自适应控制算法，所得到的效果也是非常理想的。将模糊控制和PID控制相结合，提出了一种智能复合控制策略，并将其应用于交流伺服系统的控制。利用模糊控制在线自适应调整PID控制器的参数，从而使系

5、统的静态和动态性能指标较为理想。实验结果表明，基于模糊PID控制的交流伺服系统具有响应速度快，稳态精度高和鲁棒性等特点。最后，进行GUI(图形用户界面)设计，实习控制系统的可操作性和可视化。此外本文还针对实际设计中遇到的问题进行了分析和讨论，提出了参考方案，本次速度控制系统设计经历了很多改动，可以看出控制系统在设计思想和技术上进步。关键字：电机伺服控制PID数字PID神经网络模糊控制GUI........引言现代化生产和生活中，电动机的作用十分重要，无论是交通运输、国防、航空航天、医疗卫生、农业生产、商务与办公设备，还是日常生活中的家用电器，都大量

6、的使用各种各样的电动机。据有关资料介绍，现有90%以上的动力来源电动机，我国生产的电能大约60%消耗于电动机。因此，研究电动机的控制系统是有较大的显示意义的。交流电动机伺服驱动系统由于其结果简单、易于维护的优点逐渐成为现代产业的基础。其中交流交流伺服系统在机器人与操作机械手的关节驱动以及精密数控机床等方面得到越来越广泛的应用。交流伺服系统由交流电动机组成，交流电动机的数控模型不是简单的线性模型，而且有非线性、时变、耦合等特点，用传统的基于对象模型的控制方法难以进行有效的控制。对于交流伺服系统的性能，一方面要求快速跟踪性能好。即要求系统对输入信号的响

7、应快，跟踪误差小，过度时间短，且无超调量或超调量小，常规控制方法普遍是以PID控制为基础，然后单纯的PID控制存在超调量大，调节时间长，控制效率低等缺点，而且其参数的选取比较困难。随着计算机技术的发展，人们利用人工智能的方法将操作人员的调整经验作为知识存在计算机中，根据现场的实际情况，计算机能自动调整PID参数，这样就出现了智能PID控制器。模糊控制对数学模型的依赖性弱。并且不需要建立过程的精确数学模型。随着社会的发展，机械已经不是传统意义上机械。科技的发展要求必须有更为精密的机械加工和制造，所以这就要求机械与各学科交叉，不断增加机械品质。本课程设

8、计注重通过速度控制系统设计，初步掌握机械电子学、控制工程和计算机编程的基本知识。树立正确的设计思想，培养分析问题与解决问题