用模糊补偿器改进pid控制器的一种方法

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1、用模糊补偿器改进PID控制器的一种方法?174?《机床与液压》2006.No.2用模糊补偿器改进PID控制器的一种方法赵志刚,吕恬生,田耕(1.上海交通大学机械工程学院,上海200023;2.全川有色金属公司镍钴研究设计院,甘肃金昌737100)摘要:在造纸厂的浆料流量测控系统中,传统的方法一般不考虑阀门前后的压差,为了增加控制精度,有些厂家对其进行粗略的手动调节,但是这种忽略或者粗略调节的方法都不能准确反映压差对流量的影响,从而影响控制精度.为此,本文设计了一种模糊控制器,用来相对精确地控制压差,使其作为主PID控制器的一个补偿器,从而提高了控制精度,而且改造成本不大.该方法

2、在实际应用中取得了很好的经济效益.关键词:补偿器;控制精度;模糊控制;PID控制器中图分类号:TPI8;TP15文献标识码:A文章编号:1001—3881(2006)2—174—2TheMethodofUsingFuzzyCompensatortoImprovethePIDControllerZHAOZhigang',LUTiansheng',TIANGeng(1+InstituteofMechanicalEngineering,ShanghaiJiaotongUniversity,Shanghai200030,China;2.InstituteofNi—CoDesign,Ji

3、nchuanNonferrousMetalsCompany,JinehangGansu737100,China)Abstract:Intheordinaryway,pressuredifferenceofthevalveisignoredinthemeasureandcontrolsystemofpulpflow.Some~ctofiesregulatetheflowbyhand,butthismethodcan'taccuratelyimplytherelationbetweendifferentialpressureandflow.Akindoffuzzycontrolle

4、rwasdesigned,whichisusedasacompensatortomakeupthePIDcontrollerandcontrolroughlypressurediffer-ence.Thecontrollercanimprovecontrolaccuracyandtherebuildingcostislow.Itgainsexcellenteconomiceffectinpracticalapplica?tion.Keywords:Compensator;Controlaccuracy;Fuzzycontroller;P1Dcontroller0前言造纸厂在生产

5、过程中都程度不同地采用了DCS或其它自动控制系统.目前,在不增加成本的情况下达到提高系统控制精度的目的,满足企业的生产质量要求.就成为自动控制行业进一步推广应用,扩大市场的关键所在.在总结多年实践经验基础上,我们找到了一个实用有效的方法——手动阀补偿法,达到了不增加成本而提高控制精度的目的….但是这种粗糙的改进方法使用起来不是很方便.本文设计了一种模糊补偿的方法,用来改进现有的控制系统,达到提高控制精度的目的.下面以抄纸车间纸的定量开环控制系统中浆料流量测控为例予以说明.其工艺流程如图1所示.图l浆料流量测控示意图图中的HV,和HV:两个手动阀是作为电动阀门AV发生故障检修时关

6、断该浆路之用,HV手动阀门作为旁通以保证此时在手动控制下浆料通路,使生产照常进行.电磁流量计FTr作为浆量计量采样,采用上海恒河生产的AE210MG型,其采样精度高达0.5以上.如果对纸的定量要求误差为(60±1)g/m范围,则定量精度为1/60×100%=1.67%,所以电磁流量计精度完全满足要求.但电动阀门的控制精度则要低得多,因为纸的定量取决于上浆浓度和浆流量的乘积,且浓度调节也是采用电动阀门控制加水量来实现的.所以从理论上讲上浆流量和浓度的控制精度臆在0.8%以内,即要求电动阀门的控制精度至少应在0.8%以内.而目前广泛使用的"深圳光荣电动执行器"配不锈钢V形球阀控制精

7、度都在1.3%左右(以DNIO0电动阀门为例由全关到全开约需80个脉冲命令或动作来完成).这主要是因为其电动执行器采用伺服电动机所决定,若脉冲宽度变窄,尽管可以减小每一次开度从而提高控制精度,但有可能由于静摩擦力及惯性太大而能町靠工作.如果采用BTG公司的进口电动阀门,该阀门采用步进式电机,其精度高达0.02%,即阀门由全关到全开需5000次,但其售价高达十余万人民币.上海一厂家生产的步进式电动执行器,精度可达0.6%,价值也在3万元人民币以上.对于这样高的价格,一般纸厂是难以承受的,因此在