基于模糊自适应PID的干混砂浆配料系统

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1、EQUIPMENTMANAGEMENTANDMAINTENANCEl嗵围固回国强固文章编号：1000—033X(2O14)01_010304基于模糊自适应PID的干混砂浆配料系统张作良(三一重工股份有限公司，湖南长沙410100)摘要：针对目前干混砂浆配料系统采用传统PID控制的不足，提出一种基于模糊自适应PID控制的方法。新方法从系统输入取配料误差、误差变化率等参数修正，实现PID参数在线自整定。仿真结果表明：采用模糊自适应PID控制后，配料系统调节时间更短，响应更快，抗干扰能力和适应参数变化能力都优于常规PID控制。关键词：干混砂浆配料

2、系统；模糊PID控制；参数修正；自适应中图分类号：U415．52文献标志码：BDryMortarBatchingSystemBasedonSel~adaptiveFuzzyPIDControlZHANGZuo—liang(SANYHeavyIndustryCo．Itd．，Changsha410100，Hunan，China)Abstract：AimedatthedisadvantagesoftraditionalPIDcontrollerinthedrymortarbatehingsystem，amethodbasedonself—adap

3、tivefuzzyPIDcontrollerwasproposed．]rheinputsrequiredbythecontrolmodelincludebatchingerrorandtheerrorchangerateandothers，andthePIDparameterscouldbeautomaticallysetonline．heresultsshowthatsuchafuzzyself—adaptivePIDcontrollerhastheadvantagesofshorteningthetimeforsystemreadjus

4、tment，quickeningtheresponse。andtheanti—interferenceabilityandadaptabilitytoparameters’changingarebetterthanc0nventionalPIDcontroller．Keywords：drymortarbatchingsystem；fuzzyPIDcontrol；parametercorrection；self—adaptive0引言1模糊PID控制器的设计目前，干混砂浆自动配料系统多采用PID控1．1模糊PID的控制原理制，但在实际配料过程

5、中，由于环境变化、设备老化、当于混砂浆配料PLC控制器接收到来自上位维修更换、物料变更以及多种非线性因素的影响，其机给定的配方数据时，会与实际检测到的称量值进配料系统的一些参数将会随之发生变化。传统的行比较，通过模糊PID控制方法，计算输出0～5VPID控制算法是在某一特定条件下整定完成的，而的电压信号或4～20mA的电流信号来控制变频当工况发生变化时，一组PID参数很难适应不同的器，从而控制螺旋输送电机的转速，使实际称量达到工况条件，因此无法达到预期的控制效果。给定值。其控制框图如图1所示。针对上述不足，本文提出了基于模糊自适应PID控制

6、的干混砂浆配料系统，将模糊自适应控制技术与传统的PID控制技术结合起来，共同应用于系统的调节当中，大大提高了系统抗外部干扰和适应内部参数变化的鲁棒性，有效地解决了误差不稳图l模糊PID控制本文所设计的模糊自适应PID控制器以配料定和动态特性不理想的问题。收稿日期：2013-0622基金项目：国家重点新产品计划项目(2007GRD20002)1O3嗵围固冒圄强固jEQUIPMENTMANAGEMENTANDMAINTENANCE误差E及其变化率E作为输入参数，以增量的方根据上述PID参数整定原则，再根据干混砂浆式输出修正参数，即△K。、△K，

7、和AKa。最后将参配料系统的控制原理及现场实际操作经验，总结出数传递给PID控制器进行相关计算，如式(1)所示模糊AK。、AK和AK控制规则表，如表1～3所示。表1AK。的模糊规则JfK一K+AKE一K，l+AKi(1)NBNMNSZ()PSPMPBlK一Kd+AKNBPBPBPMPMPSZ()ZO式中：K。、K，l、K为PID控制器初始设定值；NMPBPBPMPSPSZONSAK、AK。、AK为模糊控制器的输出量；K、K、KNSPMPMPMPSZONSNS为最终输出的控制参数值。Z()PMPMPSZ()NSNMNM1．2各变量隶属函数的确

8、定PSPSPSZONSNSNMNM将配料误差E和误差变化率￡两个输入参数PMPSZ()NSNMNMNMNB以及AK。、AK．、AK三个输出参数的论域范围及模PBZ()ZONMNM