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1、专家PID控制器在电液伺服系统中的应用研究工业控制与应用ndustryControlandApplications自动化技术与应用》2008年第27卷第11期专家PID控制器在电液伺服系统中的应用研究★潘洪亮1,姚建均(1.黑龙江科技学院电气与信息工程学院,黑龙江哈尔滨150027;2.哈尔滨工程大学机电工程学院,黑龙江哈尔滨150001)摘要:本文以液压伺服控制系统为研究对象,分析常规PID控制器缺陷的基础上,根据常规PID控制器的设计方法,结合专家经验设计出了专家PID控制器,它根据控制偏差的绝
2、对值大小及其变化趋势来决定控制器的控制律,从而使控制偏差迅速减小.通过仿真试验分析,该PID控制器与常规PID控制器相比较,提高了控制系统的跟踪精度,改善了系统的静,动态性能.关键词:专家系统;PID控制器;伺服系统中图分类号:TP271.3文献标识码:B文章编号:1003～7241(2008)I10029—04AnExpert?-PIDControlleroftheElectro—-HydraulicServoSystemPANHong—liang,YAOJian-junf1.Heilongjia
3、ngInstituteofscienceandTechnology,Harbin150027China;2.SchoolofMechanicalandElectricalEngineering,Harbinengineeringuniversityy,Harbin150001China)Abstract:Thisworkisfocusedontheelectro—hydraulicservosystem.ThedefectsoftraditionalPIDcontrollerareanalyzed.
4、AnexpertPIDcontrollerisdesignedbyusingtheexpertknowledge.Thecontrollawisdeterminedbytheabsolutevalueofthecontrolerroranditstrendsuchthatthecontrolerrorcanbereducedrapidly.Simulationresultsarealsogiven.Keywords:expertsystem;PIDcontroller;servosystem1引言常
5、规PID控制器是应用最基本最广泛的一种控制器,它具有算法简单,稳定性好,可靠性较高等优点.常规PID控制器的调节规律对相当多的控制对象,特别是对于线性定常系统是非常有效的,其调节过程的品质取决于PID控制器各个参数的整定.然而,传统的PID控制算法是在某一特定条件下整定完成的,而实际控制系统中往往具有非线性,时变不确定性,难以建立精确的数学模型.因此当工况发生变化时,一组PID参数很难适应不同的工作条件,因此常规PID控制器往往不能达到理想的设计性能….为了克服常规PID控制器的缺点,控制界已经提出
6、了大量的PID控制器改进的方案,例如自校正PID控制?基金项目:黑龙江科技学院引进人才基金资助项目(编号:07—1o)收稿日期:2oo8—07—25器,广义预测PID控制器,模糊PID控制器,专家PID控制器和智能PID控制器等.虽然各种方案的理论依据不同,采用手段也不同,但它们的共同点都是针对如何选取和整定PID参数,都是在保持常规PID控制器结构的基础上,采用新的方法在线或离线的方式来确定PID控制的三个参到1.液压控制技术已经在许多部门得到了广泛应用,诸如冶金,机械等工业部门,飞机,船舶交通部
7、门,航空航天技术,海洋技术,近代科学实验装置及武器控制等.比较其他驱动方式,它有许多明显优点,例如相对小的体积同时又有较大的转矩,响应快,刚度高,高功率一重量比,高精度等.但在液压系统中同样有其缺点,诸如摩擦,死区,间隙等非线性因素;另外由于电液伺服系统的管路,伺服阀及液压缸在运行过程中存在着动态特性,这些动态特性直接影响系统的状态参数,使系统在运行的不同时刻特性是完全不同的.随着温度,压力自动化技术与应用》2008年第27卷第11期工业控制与应用ndust~ControlandApplicatio
8、ns及工作状态的不同,系统的一些参数也会随之变化.液压系统的各机械,电气及液压部件随着使用时间的增长,其特性也会有很大变化.所以说液压系统的特性具有时变性.由于电液伺服系统存在的这些缺点,因此常规的控制策略,例如常规PID控制,存在一定的局限性,目前的许多研究工作集中在非线性控制策略上,其目的是当系统工作环境发生变化时控制器的参数能自适应地相应调整,从而使系统具有克服自身不确定性的能力【引.本文结合专家知识,利用控制误差及其变化趋势设计了专家PID控制器.它根据控制误
