模糊自适应PID控制器在液压AGC系统中的应用

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1、2010年3月机床与液压Mat．2010第38卷第6期MACHINETOOL＆HYDRAULICSVo1．38No．6DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2010．06．024模糊自适应PID控制器在液压AGC系统中的应用柴光远，赵鹏兵(西安科技大学机械工程学院，陕西西安710054)摘要：针对液压AGC(AutomaticGaugeContro1)系统生产工艺中对厚度控制的要求，设计一种应用于液压AGC系统的模糊自适应PID控制器。该控制器以常规PID控制为基础，根据偏差和偏差的变化率，利用模糊逻辑实现PID参数的在线自调整，进一步完善

2、PID控制器的性能，提高厚度控制系统的控制精度。仿真结果表明：该控制器既具有常规PID控制器高精度的特点，又具有模糊控制器响应速度快的特点，而且具有良好的动态、稳态性能以及较强的鲁棒性，能够使液压AGC系统达到满意的控制效果。关键词：液压AGC；模糊PID控制；自适应；仿真中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1001—3881(2010)6—069—3ApplicationofFuzzySelf-adaptivePIDControllerintheHydraulicAutomaticGaugeControlSystemCHAIGuangyuan，ZH

3、AOPengbing(SchoolofMechanicalEngineering，Xi’anUniversityofScienceandTechnology，Xi’anShaanxi710054，China)Abstract：Accordingtotherequirementsofgaugecontrolinthehydraulicautomaticgaugecontrol(AGC)producingprocess，akindofparameterself-adaptivefuzzyPIDcontrollerusedinthehydraulicAGCcontr

4、olsystemwasdesigned．Accordingtotheen_0randitsderivative，theonlineself-adjustmentofPIDparametersWasrealizedusingfuzzylogicbasedor／conventionalPIDcontm1．Theprop—ertiesofPIDcontrollerwasimprovedandtheprecisionofgaugecontrolsystemwasenhanced．Theresultsofsimulationindicatethatthecontroll

5、erpossessesboththeprecisecharacteroftheconventionalPIDcontrollerandthefastresponserateofthefuzzycontroller．Thefuzzyself-adaptivePIDcontrollerhasthebetterdynamicandsteadypropertyandthestrongerrobustness．Itgivesagoodcontrolper-formancetothehydraulicAGCsystem．Keywords：Hydraulicautomati

6、cgaugecontrol；FuzzyPIDcontrol；Self—adaption；Simulation液压AGC(AutomaticGaugeContro1)系统主要方式如图1所示。．■一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一]由信号调节器、伺服放大器、电液伺服阀、液压缸、轧机辊系和传感器等组成，该系统具有非线性、滞后性、大惯性等特点。常规PID控制需要建立被控对象精确的数学模型，难以处理复杂的非线性控制系统，它不能实时调整PID参数，且响应速度不够快。而模图1液压AGC系统位置控制结构图糊控制可以把人的经验转化为控制策略，对时变的、上述位置控制系统包

7、括伺服阀、供油管道、非线性的、滞后的、高阶大惯性的被控对象，能获得液压缸、辊系、回油管道、传感器、控制调节器良好的动态特性，即可以有很好的反应速度和稳定等7种动态元件，通过分析得出如图2所示的位性，但却无法消除静态误差，需要引入积分作置控制框图。为液压固有频率；为液压阻尼用。基于以上原因，作者将模糊控制与传统PID系数；A为液压缸无杆腔面积；A。为液压缸活塞控制相结合，设计了一种参数自适应整定模糊PID控有效面积；K为流量增益；K为负载弹簧刚度；制器。在MATLAB中编写程序对其进行了仿真研究，K。为调节器比例系数；T为压力传感器时间常结果表明：模糊自适应PI

8、D控制器具有良好的动态、数；V为液压缸