基于PLC的电液比例伺服系统模糊PID控制研究.pdf

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1、2014年1月机床与液压Jan．2014第42卷第1期MACHINET00L&HYDRAULICSVo1．42No．1DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2014．01．022基于PLC的电液比例伺服系统模糊PID控制研究张贵，黄静华，夏永胜(1．合肥工业大学机械与汽车工程学院，安徽合肥230009；2．山推工程机械股份有限公司履带底盘分公司，山东济宁272000)摘要：囿于传统的PID控制器用于比例伺服液压缸位置控制时出现超调大、稳态精度低、响应时间较长等缺点，提出参数在线自整定模糊PID控制方法，并对模糊PID控制器的PLC实现进

2、行分析。针对汽车板簧试验台的比例伺服缸实际控制进行试验，结果表明：用PLC实现的模糊PID控制器简单实用，控制精度高，适应性好，抗干扰能力强，鲁棒性好，从而提高了控制品质，满足了控制要求。关键词：PID控制；模糊控制器；液压比例伺服系统；PLC中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1001—3881(2014)1—083—3RsearchonFuzzyPIDControlforElectr0hydraulicProportionalServoSystemBasedonPLCZHANGGui，HUANGJinghua，XIAYongsheng(1_S

3、choolofMechanicalandAutomotiveEngineering，HefeiUniversityofTechnology，HeFeiAnhui230009，China：2．CrawlerChassisBranchofShantuiConstructionMachineryCo．，Ltd．，JiningShandong272000，China)Abstract：BecauseofthelimitationsoftraditionalPIDcontrollerforservohydrauliccylinderpositioncontrolha

4、dlargeovershoot，lowsteadystateaccuracy，longerresponsetime，themethodofon·lineparameterself-tuningfuzzyPIDcontrolwasproposed，andthefeasibilityoffuzzyPIDcontrollerbasedonPLCwasanalyzed．Thecontroltestforproportionalsenr0cylinderofautomotiveleafspringtestbenchwasmade．Theresultsshowthat

5、thefuzzyPIDcontrollerbasedonPLCissimpleandpractica1．Ithashighcontrolpreci—sion，goodadaptability，stronganti-interferenceabilityandgoodrobustness．Sothecontrolqualityisimproved，thecontrolrequire-mentsayemet．Keywords：PIDcontroller；Fuzzycontroller；HydraulicproportionalseⅣosystem；PLC近几年

6、来，电液比例伺服系统在工程中的使用越阀、磁致伸缩位移传感器、液压缸等组成。液压原理来越广泛⋯。汽车板簧试验台正是电液比例伺服系统图如图1所示。的一个工程应用。但由于液压系统本身非线性、时变性和大迟滞等特点，使得传统固定参数的PID控制方式很难满足高精度的控制要求，从而导致实验台无法获取较为精确的实验数据。为了提高实验台控制精度，提高系统响应速度，决定在传统PID控制基础上引入模糊控制。通过模糊控制使得PID的参数可以实时在线调整，使其更好地兼顾系统的静态和动态性能，以便提高系统的鲁棒性。同时用西门子PLCs7-200代替常规的调节器来实现模糊PID参数在线

7、自整定算法。1汽车板簧试验台电液比例伺服系统结构汽车板簧试验台电液比例伺服系统由控制系统、液压系统、比例伺服液压缸三部分组成。控制系统主要由上位机(工控机)和PLC(作为控制器)组成；液压系统主要由电机、柱塞泵、过滤器、蓄能器、水冷系统、空冷系统等组成；比例伺服缸由比例电磁图1汽车板簧试验台液压原理图收稿日期：2013一O1一o4作者简介：张贵，硕士研究生，主要从事伺服液压系统设计和控制研究。E—mail：573506300@qq．eom。·84·机床与液压第42卷汽车板簧试验台电液比例伺服系统主要为了精确糊控制器的输入量。以PID的3个参数的调整量实现液

8、压缸的位移量。而位移量的实现过程如下：通△Kp、AKi、AKO为输