基于PC机的气缸定位控制系统.pdf

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1、2015年1月机床与液压Jan．2015第43卷第2期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．43No．2DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2015．02．042基于PC机的气缸定位控制系统李胜中，刘建新，夏一飞(西华大学机械工程与自动化学院，四川成都610039)摘要：提出一种以PC上位机为核心，以Visualc++为开发平台的控制系统，实现气缸精确定位控制。选择参数自整定Fuzzy—PID控制算法。利用比例方向控制阀、标准气缸、位移传感器和数据采集卡等元件，建立气缸定位控制系统实验平台。利用PC强大的数据处理能

2、力实现Fuzzy．PID控制算法，以及Pc丰富的外部接口实现输入输出模块的连接，可以有效节约系统开发成本。关键词：气缸精确定位控制；Fuzzy．PID算法；PC中图分类号：TP271+．4文献标志码：A文章编号：1001—3881(2015)2—126—4PneumaticCylinderPositioningControlSystemBasedonPCLIShengzhong，LIUJianxin，XIAYifei(Schoolofmechanicalengineeringandautomation，XihuaUniversity，ChengduS

3、ichuan610039，China)Abstract：Akindofcontrolsystemwaspresented，takingVisualC++asdevelopmentplatformandPCasitscore．toachieveprecisepositioningcontrolofthepneumaticcylinder．Parameterself-tuningFuzzy—PIDcontrolalgorithmwaschosen，theexperimentalplatformofpneumaticcylinderpositioncont

4、rolsystemwascomposedofproportionaldirectionalcontrolvalve，standardcylinder，dis—placementsensor，dataacquisitioncardandothercomponents．Fuzzy—PIDcontrolalgorithmwasimplementedusingthepowerfuldataprocessingabilityofPC，andtherichexternalinterfacesofPCwereusedtorealizetheconnectionof

5、theinputandtheoutputmodule，SOthecostofthesystemdevelopmentwassavedeffectively．Keywords：Precisepositioningcontrolofthepneumaticcylinder；Fuzzy-PIDalgorithm；PC气动系统具有成本低廉、动作迅速、反应快、维型，参数变化的适应性较强．但是控制精度较低。为护简单、使用寿命长、安全可靠、无污染等优点，但了克服这二者的缺点，将PID控制和模糊控制相结是气动定位系统的非线性强，速度稳定性差，给精确合，就形成模糊PI

6、D控制。此系统采用模糊PID控的位置控制带来很大的影响¨]。目前气缸定位控制常制，比常规PID控制有更快的动态响应特性、更小的用的控制方法主要有：神经PID控制、模糊PID控超调，比模糊控制有更高的稳态精度．并且系统对外制、神经模糊控制、流体脉冲调制控制、比例伺服阀部扰动也具有很好的鲁棒性。控制、智能自适应PID控制等方法。刘贵杰等对在实验室所开发的机器人抛光系统中，采用气缸流体脉冲调制控制进行研究，当时已经达到了±0．2作为抛光姿态调整执行结构。文中试图充分利用PCmm的定位精度。李宝仁等采用单神经元自适应机拥有的强大的数据计算处理能力以及丰富的外

7、部接PID控制器对气动位置伺服系统进行研究也取得了小口设备，以常用PC机为控制系统核心，结合比例阀于0．2mm的定位精度。范伟等人将智能自适应的控制性能，运用高级语言(C／C++)灵活的编程PID控制算法用于气动人工肌肉位置控制中，稳态精技巧开发上位机控制系统，完成气缸的精确定位；运度可控制在0．2mm以内。朱春波等进行了基于比用程序算法以及选取接口通信参数克服PC机接口数例阀的气动伺服系统神经网络控制方法的研究，定位据传输慢的问题，达到节约成本、缩短开发周期的目精度的均方根误差为0．09mm，重复定位精度为的。±0．27mm。上述各成果采用的控制策

8、略都有其局限1气缸定位控制原理性：神经网络控制的学习和训练的速度较慢，稳定性系统的基本原理如图1所示。通过P