基于预测模糊pid的多道次板簧成形电液伺服控制系统研究

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1、基于预测模糊PID的多道次板簧成形电液伺服控制系统研究分类号:TP273单位代码:10433密级：学号:Y1104130山东理工大学硕士学位论文基于预测模糊PID的多道次板簧成形电液伺服控制系统研究BasedonthePredictiveFuzzyPIDMulti-passLeafSpringFormingElectro^hydraulicServoControlSystemResearch研究生：张盟盟指导教师:李素玲教授协助指导教师：申请学位门类级别：工学硕士学科专业名称：检测技术与自动化装置研究方向：液压机械设备的控制技术论文完成日期2013年3月20日独创性声明

2、本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得山东理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：时间：年月日关于论文使用授权的说明本人完全了解山东理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅；学校可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保

3、存、汇编学位论文。保密的学位论文在解密后应遵守此协议研究生签名：吋间：年月日导师签名：时间：年月日山东理工大学硕士学位论文摘要摘要随着国内汽车工业的快速发展，变截面板簧的需求量逐年递增，对产品质量的要求也越来越高，而改进其成形设备，选择合适的智能控制方案是提高产品质量的有效途径。木文首先介绍了变截面板簧的结构，对板簧成形工艺进行了分析，并找出现有成形设备的缺陷和不足，采用电液伺服阀取代电磁换向阀，使拉料小车速度时刻变化，从而实现拉料小车速度与板簧厚度相匹配。其次分别介绍了厚度和拉料电液伺服控制系统的原理,推导了任意板簧厚度与位置的数学关系式、拉料小车速度与板簧厚度的数学

4、关系式，设计整个系统的电液伺服原理图；选取系统主要液压元件的型号参数，以此建立联动的电液伺服控制系统数学模型,经简化后对厚度和拉料两个电液伺服控制系统进行了稳定性和误差分析。第三分析了传统PTD控制、模糊控制以及预测控制的结构和原理算法，针对多道次板簧成形电液伺服控制系统，将三种控制方式结合起来设计了预测模糊PID控制器。在设计控制器时，首先研究了模糊PID部分的控制，然后针对厚度与拉料控制系统的联动问题,在模糊PID控制基础上加入预测控制部分，推导了预测模糊PID控制算法。第四针对厚度电液伺服控制系统，在有先验PID知识时应用了传统PID控制方案；在无PID先验知识时

5、应用模糊PID控制自动找寻PID的最优值，并将模糊PID与传统PID作了比较，得出模糊PID优于传统PID控制的结论。加入拉料电液伺服控制系统后，采用预测模糊PID进行控制，并与模糊PID控制、传统PID控制在稳定性、快速性以及抗干扰能力方面进行了仿真比较，得出两系统联动时，预测模糊PID控制方案稳定性最高，抗干扰能力最强。应用预测模糊PTD控制方案，对系统联动前后的板簧形状做了仿真，并与理论值作了比较。最后设计了预测模糊PID控制系统的PLC流程图，研究了模糊PID的PLC实现。先将变量等级量化，再模糊化并储存起来,通过查表子程序输出，然后反模糊化,结果作为PID的参

6、数输入PID控制中；还研究了厚度控制系统与拉料控制系统相耦合的预测控制PLC流程;设计了抛物线求取的PLC子程序。关键词：预测控制；模糊PID;电液伺服;MATLAB仿真I山东理工大学硕士学位论文AbstractAbstractWiththerapiddevelopmentofdomesticautomobileindustry,thedemandofvariablecross-sectionsteelplatespringincreasingyearbyyear,theproductqualityrequirementsalsomoreandmorehigh,andt

7、oimproveitsformingequipment,choosingtheappropriateintelligentcontrolschemeisaneffectivewaytoimproveproductqualityThisarticlefirstintroducesthestructureofthevariablecross-sectionleafspring,leafspringformingtechnologyfortheanalysisofformingequipmentandfindouttheexistingdefe