基于模糊PID的阀控喷管电液伺服实验系统仿真研究.pdf

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1、液压气动与密封／2013年第10期基于模糊PlD的阀控喷管电液伺服实验系统仿真研究冯永保，李荣，仕润霖，冯江涛，李西康(1．第二炮兵工程大学，陕西西安710025；2．航天科工集团机电研究所，陕西西安710083)摘要：电液伺服系统是飞行器的控制系统中用于调整机体姿态的关键部分。该文以某阀控喷管电液伺服实验系统为背景，针对伺服阀的阀芯因加工误差产生的负开口情况．通过建立阀控系统的数学模型，并分别采用传统PID算法和模糊PID算法对其控制效果在Simulink环境下进行仿真研究，结果表明，采用较好的控制方法能够有效克服结构上的缺陷。关键词：电液伺服系统；Simu

2、link；负开口；模糊PID中图分类号：TH137文献标识码：A文章编号：1008—0813(2013)10—0024—04SimulationResearchoftheElectrohydraulicServoSystemwithValveControlEfuserBasedonFuzzyPIDFENGYong-bao，，Ro，，SHIRun-lin，FENGJiang-tao，LIXi-kang2(1．TheSecondArtilleryEngineeringCollege，Xi’an710025，China；2．TheinstituteofMechani

3、calandElectricalofAerospaceScienceandIndustryCorporation，Xi’an710083，China)Abstract：Electrohydraulicservosystemisthekeypartofthecontrolsystemofaircraft，whichadjustthemachine’Scarriage．Thistext’Sbackgroundisavalvecontrolefusersystemcontrolledbyelectrohydraulicservo．Accordingtothenega

4、tiveopenoftheservocontrollingvalvebecauseofmachiningerror，amathematicalmodelofvalvecontrolsystemisestablished，simulinkedandstudiedforitscontroleffectbyusingoftraditionalPIDalgorithmandfuzzyPIDalgorithmwiththeSimulink．Theresultshowsthatthedefectsofthestructurecanbeeffectivelyovercome

5、dbythebettercontrolmethod．Keywords：electrohydraulicservosystem；simulink；negativeopen；FuzzyPIDO引言电液伺服系统与其他类型的伺服系统相比．主要有功率一质量比和力矩一惯量比大、快速性好、系统响应快、系统抗负载的刚度大等优点。由于液压伺服系统的突出优点．使得它在航天航空等飞行器的控制方面得到了大量运用[”本文以某阀控喷管电液伺服实验系统为研究背景，其结构组成如图1所示。负载机构为一个锥形筒，图1阀控喷管电液伺服系统结构简图一端被铰接在支架上．另一端铰接在电液伺服操纵机开口的

6、对称伺服阀进行研究．但由于受加工误差的影构作动筒活塞杆端电液伺服操作机构是由伺服阀和响．理想的零开口很难实现[21。本文则以实际存在的负作动筒构成的阀控缸位置控制系统．可在给定信号或开口对称伺服阀构成的阀控电液伺服机构作为研究对负载干扰下．控制负载机构．使其在给定控制品质下达象．建立了数学模型．并采用PID和模糊PID算法对系到希望的角位移统进行了仿真分析比较．为改进伺服系统结构提供了在对阀控喷管电液伺服系统控制过程的研究中．一定参考。建模和仿真是重要手段目前大部分文献都是针对零1电液伺服系统数学模型的建立收稿日期：2013—03—07图2为某阀控喷管电液伺服

7、实验系统的系统方块作者简介：冯永保(1971一)，男，宁夏中宁人，副教授，博士，主要从事液压系原理图，。表示指定的输入信号，代表系统反馈值，两统的教学与科研工作。24HvdraulicsPneumatics＆Seals／NO．10．2013者均是电压；i表示伺服放大器的输出为电流；代表滑形式为：QLx-KbpL阀阀芯的偏移量，表示作动筒的位移；表示单摆的其中，表示流量增益系数；K表示为流量一压力偏转角度。具体的伺服控制机构简图如图3所示。系数．它主要是反映系统的刚度．即抗载能力。阀控缸的流量方程为：QL=CtPL+Ay'+L’式中A——活塞面积，mz；C+——

8、油缸总泄漏系数；图2系统方块原理图——