闭环气动位置控制方法的研究

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1、贵州大学硕士学位论文摘要气动技术以其结构简单、操作方便、环境清洁、使用可靠、性价比高等优点，在工业自动化领域得到愈来愈广泛的应用。但由于空气的压缩性大、粘度小、系统非线性等因素的影响，气动系统难以实现精密的伺服摔制。如何实现气动装置快速、准确的位置伺服控制成为目前气动领域研究的新课题之一。本文在对由比例方向阀和无杆气缸组成的气动位置系统的特性进行研究的基础上，通过对控制策略的理论研究和仿真分析，最终实现了系统的实时控制，并达到了。定的控制精度。首先，建立了阀控缸系统的非线性数学模型，对系统特性进行了研究，讨沦了系统参数对系统特性的影响；在此基础上，对气动比例位置系统进

2、行了相应的控制策略的研究。提出了本文采用的控制策略：模糊自适应PID控制策略。模糊PID控制应用模糊推理的方法，实现PIn参数的在线自整定，能够达到参数j}，，包，b取值的动态变化，使系统动态过程各阶段的PID参数处于最佳状态，以获得满意的控制效果。其次，应用MATLAB，详细地分析了系统的时域特性、频域特性。应用模糊自适应PID控制方法对系统进行了计算机仿真。仿真结果表明，同传统PID控制相比，模糊自适麻PID控制方法，较好地结合了模糊控制灵活和适应性强的优点与PID控制精度高的特点，具有较强的鲁棒性。最后，运用LabVIEW对系统进行实时控制。控制结果证明了所建数

3、学模型和所采用豹控制策略的正确性。关键词：气动比例位置系统数学模型位置控制比例阀．模糊控制MATLAB仿真LabVIEW编程IV贵州大学硕士学位论文ABSTRACTThepneumaticcontrolsystemsplayveryimportantrolesinthe’industrialautomationsystemsowingtofollowingadvantages—simpleinstnJcture，lowcostofthecomponents，esaytokeepcleantoworkingenvironments，easyinpowertranfer,

4、Ili曲power-to—weightratio，andSOon．Howeverpneumaticdrivesexhibithiighlynonlinearcharacteristicsduetothecompressibilityofair,thenonlinearityofvalvesetc．Itisverydiffculttofindanoptimalcontrollertorealizepneumaticsystemrapidly,accuratelypositionservocontr01．Basedonthecharacteristicsofpneumat

5、icpositionsystemwithproportionalvalveandsinglepiston,ahi．ghprecisioncontrolofthesystemisachievedbyresearchingandsimulationanalysisofthecontrolstrategy．First，anonlinearmathematicmodelisbuilt，thecharacteristicisresearched,andtheaffectofsystemparameterstothecharacteristicisdiscussed．TheSel

6、f-adaptiveFuzzy—PIDcontrolisputforward．Byfuzzyreasoning,thePIDparameterscanadjustonline，anditsvalueischangeddynamicSO勰tokeep。theoptimal-stateateverymomentinordertoobtaintheapprovingcontroleffect．Second,thecharacteristicintimeandfrequencydomainsofthesystemisanalyzedindetailbyusingtheMATL

7、ABtoot：Thesimulationis’done协’self-adaptiveFuzzy—PIDcontrolmethod．Theresultsshowthat：comparedtothetraditionalPIDcontrolmethodthiscontrolmethodiscombinedwitllexcellencesofagilityandstrongadaptabilityofFuzzycontrolandhighprecisionofPIDcontrol，andhasstrongrobustness．Last,arealtimec