基于模糊PID控制的起升过程仿真研究.pdf

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1、第6期机械设计与制造2013年6月MachineryDesign&Manufacture193基于模糊PID控制的起升过程仿真研究冯江涛，郭晓松，仕润霖t，李冰z(1．第二炮兵工程大学，陕西西安710025；2．第二炮兵驻航天科技集团第四研究院军事代表室，陕西西安710025)摘要：起升系统是机电液一体化系统，结构复杂，负载时变，受工作环境影响较大，难以推导出系统精确的数学模型，用单一软件对其进行仿真比较困难。推导了液压缸负载和起升角度的关系，分析了液压系统原理并用AMESim建立了模型，用MATLAB／=s

2、imulink编写了模糊HD控制算法，综合利用两个软件的优势对起升过程进行了联合仿真。得出了起升过程压力、流量、起升角度和液压缸负载的曲线，通过比较常规PID和模糊PID控制的效果，得出模糊PID控制器可以缩短调节时间、减小稳态误差，提高控制精度。关键词：起升过程；模糊PID控制器；联合仿真中图分类号：TH16文献标识码：A文章编号：100t一3997(2013)06—0193—04SimulationStudyoftheLi~ingProcessBasedonFuzzyPIDControlFENGJiang

3、-tao，GUOXiao—song，SHIRun-lin，UBing(1．TheSecondArtilleryEngineeringUniversity，ShannxiXi’an710025，China；2．MilitaryDeputyOfficeoftheSecondArtilleryinFourthAcademyofCASC，ShannxiXi’an710025，China)Abstract：Theliftingsystemisahydraulicintegratedsystemwithcomplexst

4、ructure，whichistime--varyingloadandeasilyinfluencedbytheworkenvironment．SO打isdijTtculttOdeduceaprecisemathematicalmodelandconductsimulationwithsinglesoftware．Therelationshipbetweentheloadonthehydrauliccylinderandtheliftingangleisderived，andthehydraulicsyste

5、mmodelisbuiltwithAMESim，andthefuzzyHDcontrolalgorithmiswritteninMATLAB／Simulinkandtheprocessof@ingisco-simulatedwiththecomprehensiveutilizationoftheadvantagesofthetWOsoftware．Theliftingprocesspressure，flow，liftingangleandhydrauliccylinderloadcurveareobtaine

6、d．ThroughconventionalPIDand}^zzyHDcontrolresultshobtainsthatfuzzyPIDcontrolcanshoaentheadjustmenttime，reducethesteady-stateerrorandimprovecontrolClt2curacy．KeyWords：LiftingProcess；FuzzyPIDControl；Co-Simulation1引言2系统介绍起升是将负载由水平状态起升到垂直状态的过程，起升过2．1液压原理程要求起升时间短

7、、负载的冲击小、运行平稳。由于液压传动装置具有体积小、工作平稳、调速方便，操作比较简便，易于实现过载保护等优点Ⅲ，目前工程起升设备主要采用液压驱动方式，起升系统主要由液压部分、机械部分和电控部分组成。4常规PID控制器具有算法简单、稳定性好、可靠性高，设计容易、适应面广的特点，是应用最广泛的一类基本控制器，对于各种线性定常系统的控制能获得满意的控制效果。但是由于起升过程中负荷多变、干扰因素复杂，参数变化无常，没有确定不变的数学模型和规律可循，要获得满意的控制效果，就需要对PID的参数不断进行调整。模糊控制器具

8、有适应非线性和时变性的优点，鲁棒性好，把模糊控制器同HD控制器相结合，可以充分发挥1．液压泵2．溢流阀3．电磁比例三位四通换向阀4．平衡阀5．液压缸PID控制器的优良控制作用日，使整个控制系统达到最佳效果。图1液压原理图运用模糊HD控制器控制起升过程，在AMESim中建立液Fig．1HydraulicPrinciple压部分模型，在Simulink中建立机械部分和控制算法模型，运用液压部分是整个系统