液压位置伺服系统的模糊免疫自适应PID控制

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模糊自适应PID控制

一般来说，根据仿真结果可以得出，在对三阶线性系统的控制中，利用稳定边界法进行参数整定的经典PID 控制的超调量比模糊自适应PID控制的超调量要大，但模糊PID控制存在一定的稳态误差。模糊控制用模糊集合和模糊概念描述过程系统的动态特性，根据模糊集和模糊逻辑来做出控制决策，它在解决复杂控制问题方面有很大的潜力，可以动态地适应外界环境的变化。
(2)当处于中等大小时，为使系统响应具有较小的超调，应取得小些。
函数确定
用于参数调整的模糊控制器采用二输入三输出的形式，该控制器是以误差和误差变化率作为输入，PID控制器的三个参数P、I、D的修正作为输出。取输入误差和误差变化率及输出模糊子集为{ }，子集中元素分别代表负大，负中，负小，零，正小，正中，正大。误差和误差变化率的论域为[-3,3]，量化等级为{-3,-2,1,0,1,2,3}.
根据各模糊子集的隶属度赋值表和各参数模糊控制模型，应用模糊合成推理设计分数阶PID参数的模糊矩阵表，算出参数代入下列公式计算：
式中：为PID参数的初始设计值，由常规的PID控制器的参数整定方法设计。为模糊控制器的3个输出，可根据被控对象的状态自动调整PID三个控制参数的取值。
举例
首先利用FIS图形窗口创建1个两输入（）和三输出（、、）的Mamdani推理的模糊控制器，设输入（）的论域值均为（-6,6），输出（）的模糊论语为（-3,3），取相应论域上的语言值为负大()、负中()、负小()、零 ()、正小()、正中（）和正大（），而令所有输入、输出变量的隶属度函数均为trinf。然后构建模糊自适应PID 控制系统的仿真模型，得出仿真结果。
微分作用系数的作用是改善系统的动态特性，其作用主要是在响应过程中抑制偏差向任何方向的变化，对偏差变化进行提前预报。但过大，会使响应过程提前制动，从而延长调节时间，而且会降低系统的抗干扰性能。所以PID参数的整定必须考虑到在不同时刻三个参数的作用以及相互之间的互联关系。

伺服控制系统中模糊免疫PID控制器设计

能控制一种新的有效途径。关键词：场可编程门阵列；疫ＰＤ；点运算；件描述语言现免Ｉ定硬中图分类号：Ｍ３３４Ｔ８．文献标识码：Ａ文章编号：０ — ０８２１）４０５一４１４７１（０１０ — ０８ｏ０
０引言
ＰＤ控制结构简单，Ｉ易于调整维护，是当被控但
对象具有非线性、时滞和强耦合等特点时，其控制效
果并不理想，干扰能力差，抗超调大。人工免疫系统
细胞、免疫效应分子和相关基因组成，当病原体、有
ｍａｉａｄｄｃｉｎｗａａｒｅｕ．ｈｎｗｔｈｆｌｅｃｌｕａｉｎ，ｏｋｕａｌｅｈｏｏｙｗｓｅｌｙｄｔｅｆｒｔｅｔｌｅｕｔｓｃｒｄｏｔＴｅｉｔｅｏ — ｉａｃｌｔｃｏｉｈｎｏｌｏ－ｐｔｂｅｔｃｎｌｇａｍｐｏｅｐｒｏｍｈｏｆｚｙｉｕｚｍｍｕｅｃｎｒ１ＴｅＰＤｃｎｒｌｒｂｓｄｏｒｇｃｒｉｄｏｔｔｅｓｕｎｉｌｓｍｕａｉｎＥｐｎｍｅｔｌｒｓｌｈｗｎｏｔ．ｈＩｏｔｌａｅｎＶｅｉａｒｕｈｑｅｔｉｌｔ．ｘｅｉｎａｅｕｔｓｏｏｏｅｌｅａｏｓｔａｔｅｍｅｈｄｉｒａｏａｌｎａｅｔｒｐｒｒｎｅｔａｅｔｄｔｎｌｏｅＴｅｐｏｏｅｔｏｓｅｆｉｎｍ— ｈｔｈｔｏｓｅｓｎｂｅａｄｈｓａｂｔｅｏｍａｃｎｔｒｉｏａｎ．ｈｒｐｓｄｍｅｈｄｉｆｃｅｔｏｉｅｆｈｈａｉｉｔ

液压位置伺服系统的模糊PID控制研究

液压位置伺服系统的模糊PID控制研究关键词：伺服阀,位置伺服系统,模糊控制,模糊PID时间：2010-10-13 14:12:04 来源：中电网1. 引言当今，在工业、国防等自动化领域，液压伺服系统以其重量轻、体积小、产生力矩大等优点而得到广泛应用。

但由于漏油、油液污染等因素影响，液压伺服系统中普遍存在参数时变、非线性尤其是阀控动力机构流量非线性等现象。

随着对控制精度要求的提高，对液压伺服控制技术也提出了越来越高的要求。

传统PID控制很难达到满意的控制效果，针对这一问题，近年来出现了许多不同的现代控制策略，如神经网络控制、自适应控制、模糊控制、预测控制等。

这些控制方法在理论上取得很大进步，但是在液压伺服控制中还有一些实际问题需要解决[1]。

模糊控制不需要被控对象的精确数学模型，并且可以引入专家经验，因此有较好的实用性。

但单独使用模糊控制不易消除稳态误差，且对控制器运算性能要求较高[2]，而PID算法简单又可以较好的消除稳态误差。

对此，本文采用模糊控制与PID控制结合，利用模糊控制实时修正PID参数，提高了系统的控制精度和鲁棒性，有较好的实用性。

2. 液压位置伺服系统图1 液压位置伺服系统结构图如图1所示，该液压位置伺服系统由放大器、电液伺服阀、液压缸、负载以及位置传感器等组成。

输入信号经放大后送入电液伺服阀，小功率电信号经由伺服阀转化为阀芯位移信号，然后转换成流量和压力等液压信号，这些信号最后驱动液压缸带动负载完成指定动作。

因电液伺服阀实现了电液信号的转换和液压功率放大两个功能，故电液伺服阀在伺服系统中起桥梁的作用，是系统的心脏，本文中位置伺服系统采用动铁力矩马达喷嘴挡板式两级电液伺服阀。

根据力矩马达的电压、磁路和运动方程，喷嘴挡板位移与马达的偏角关系以及主阀（对称四通滑阀）的运动方程和流量方程[3]，可以推导出电液伺服阀传递函数如下：式中：ωsv为伺服阀固有频率; ξsv为阻尼比; Kq为伺服阀流量增益，应按实际供油压力下的实际空载流量确定，即，qn为伺服阀的额定流量，ps为实际供油压力，psn为伺服阀规定阀压降，一般psn=7MPa，In为伺服阀额定电流。

伺服阀控缸位置控制系统的模糊控制和模糊-PI复合控制比较

一
路为普通阀控缸实现对伺服阀控缸的加载。系统组
系统以一个装有Ｌｂｉａｖｅｗ软件的ＰＣ机为上位机．
成如图ｌ系统组成所示。用于图形化编程和参数修改及设置。以一个Ｎ公司的Ｉ嵌人式控制器为下位机进行实时控制。液压系统的执
载力为ｌ。ｔ
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【】杨殿宝．２打造绿色液压系统，创持续发展道路［．压气动开Ｊ液］
与密封，０１３．２１（）【】杨殿宝．压系统压力稳定条件初析［．体传动与控制，３液Ｊ流］
２ｌ１．０１（）
ＡｂｔａｔＴｅｐｓｔｎｃｎｒｌｓｓｍｆｓｒｏｖｅｃｎｒｌｎｙｉｄｒｉｗｉｅｙｕｅｎｖｒｏｓｏｃｓｏｓｓｃｓＣＮｃｉｅｔｏｓｓｒｃ：ｈｏｉｏｏｔｙｔｉｏｅｏｅｖＭｖｏｔｌｇｃｌｅｓｄｌｓｄｉａｕｃａｉｎ，ｕｈａＣｍａｈｎｏｌ，ｏｉｎｉｃｖｌｎｉｒｆｔ．Ｔｅａｔｌｏａｅｕｚｔｕｚ－ＩｎｐｓｔｎｃｎｒｌｓｓｅｏｅｖａｖｏｔｌｎｙｉｄｒｉｏｄｒｏｉｉａａｒａｔｃｉｃｅｈｒｉｅｃｍｐｒｓｆｚｙｗｉｆｚｙＰｉｏｉｏｏｔｙｔｍｆｓｒｏｖｌｅｃｎｒｌｇｃｌｅ，ｎｒｅｔｃｈｉｏｏｉｎｉｕｔｔｔｅｃａａｔｒｓｉｓｏｕｚｎｈｄａｔｇｆｕｚ－ＩｌｓａｅｈｈｒｃｅｔｆｆｚｙａｄｔｅａｖｎａｅｏｚｙＰ．ｌｒｉｃｆＫｅＷｏｄ：ｓｎ０ａｖｃｎｒｌｎｃｌｄｒｆｚｙ；ｆｚｙＰｙｒｓｅｒｖｌｅｏｔｌｇｙｉｅ；ｕｚｏｉｎｕｚ－Ｉ

基于模糊PID控制的新型伺服液压机位置控制系统研究

新型伺服液压机的位置控制系统采用的是泵控不
能耗。基于交流伺服电机的闭环伺服控制技术是液压
机控制系统的发展趋势。
对称液压缸模型进行的研究，合系统相关参数，结根据工况系统并通过简化以后的开环传递函数为 ¨ ：
新型伺服液压机是在高压力、长行程、大惯量等极
ＨＡＮＪａｇ，ＨＵｉｎＡＮＧｉｍｉｏ，ＸＩｉｎ，ＬｉｓａＤ．ａＡＬａＩＧｕ．ｈｎ
（．１合肥工业大学机械与汽车工程学院ＣＭＳ研究团有限公司，．安徽合肥
ＰＤ的３个参数，以消除系统参数不确定性对控制Ｉ用系统的影响，到对被控对象的精确控制效果。达
１系统描述和数学建模１１新型伺服液压机控制系统分析．新型伺服液压机采用了交流伺服电动机驱动定量
干扰时，易产生过大超调，得系统的动静态性能变差。采用ＰＤ控制和模糊控制相结合的模糊ＰＤ控制容使ＩＩ
方法，可以在线调整ＰＤ参数。通过ＭＴＡ／ｉｕｉ进行仿真，ＩＡＬＢＳｌｋｍｎ结果表明与传统的ＰＤ控制相比，Ｉ该方法
８８
液压与气动
２１０２年第２期
滑块液
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图３模糊ＰＤ位置控制结构图Ｉ
次操作的经验总结，结合理论分析可以归纳出偏差ｅ、偏差变化率ｅｅ跟ＰＤ调节器的三个参数ＫｉＩ和

某火箭破障武器电液伺服系统的模糊免疫PID控制的研究

胞Ｔ，ｓｓＴ细胞用于抑制ＴＨ的产生，后共同刺激Ｂ细然胞，经过一段时间后，Ｂ细胞通过其表面的感受器（ｅｒ．ｃｐｏ）接受到这些刺激，后产生抗体以消除抗原。ｅｔｓ，ｒ然当抗原较多时，体内的Ｔ机Ｈ细胞也较多，而产生较从多的Ｂ细胞，随着抗原的减少，内抑制细胞增加，体它抑制了辅助细胞ＴＨ的产生，Ｂ细胞随之减少，则经过一段时间间隔后，疫反馈系统便趋于平衡。免２２免疫反馈的调节机理．基于上述Ｔ细胞的反馈调节机理，义第ｋ代的定
维普资讯
２００６年第４期
液压与气动
５
某火箭破障武器电液伺服系统的模糊免疫ＰＤ控制的研究Ｉ
陈机林，新妮杜
ＳｕｙｏｕｚｍｍｕｅＰＤｎｒｌｅｏｈｅｔｉ — ｙｒｕｉｔｄｆＦｚｙＩｎＩＣｏｔｏｌｒｆｒｔｅＥｌｃｒｃｈｄａｌｃＳｒｏＳｓｅｉｃｅｓｒｙｎｓａｌｓＷｅｐｎｅｖｙｔｍｎＲｏｋｔＤｅｔｏｉｇＯｂｔｃｅａｏ
为广泛的应用，由于液体的可压缩性和液压阀内复但杂的流动特性以及液压缸内的摩擦非线性，压伺服液系统是一个典型的非线性系统。某履带式火箭武器破
胞，主要有Ｂ类和Ｔ类两类淋巴细胞。其中Ｔ细胞由辅助细胞Ｔ（ｅｅ１ｃｌ和抑制细胞（ｕｐｅｏＨｈｌｒＬｅ）ｐ１ｓｐｒｓｅｓｒ— ｅ）成，ＩｃⅡ 组Ｌ当抗原侵入肌体并经分布在体内的抗原

《2024年电液伺服系统模糊PID控制仿真与试验研究》范文

《电液伺服系统模糊PID控制仿真与试验研究》篇一一、引言随着现代工业自动化技术的飞速发展，电液伺服系统作为重要组成部分，在众多领域中发挥着重要作用。

然而，由于电液伺服系统存在非线性、时变性和不确定性等特点，其控制问题一直是研究的热点和难点。

传统的PID控制方法在面对复杂多变的环境时，往往难以达到理想的控制效果。

因此，本文提出了一种基于模糊PID控制的电液伺服系统控制策略，并进行了仿真与试验研究。

二、电液伺服系统概述电液伺服系统主要由液压泵、液压马达、传感器和控制器等部分组成。

它利用电信号驱动液压系统工作，实现对负载的精确控制。

由于其具有高精度、快速响应等特点，在机械制造、航空航天、船舶等领域得到了广泛应用。

然而，由于电液伺服系统的复杂性，其控制问题一直是研究的重点。

三、模糊PID控制策略针对电液伺服系统的特点，本文提出了一种模糊PID控制策略。

该策略结合了传统PID控制和模糊控制的优点，通过引入模糊逻辑对PID参数进行在线调整，以适应系统参数的变化和环境干扰。

模糊PID控制策略能够在保证系统稳定性的同时，提高系统的响应速度和抗干扰能力。

四、仿真研究为了验证模糊PID控制策略的有效性，本文进行了仿真研究。

首先，建立了电液伺服系统的数学模型和仿真模型。

然后，分别采用传统PID控制和模糊PID控制对模型进行仿真实验。

通过对比两种控制策略的响应速度、稳态精度和抗干扰能力等指标，发现模糊PID控制在电液伺服系统中具有更好的性能。

五、试验研究为了进一步验证模糊PID控制策略的实用性，本文进行了试验研究。

在试验过程中，首先搭建了电液伺服系统的试验平台，然后分别采用传统PID控制和模糊PID控制对实际系统进行控制。

通过对比两种控制策略的试验结果，发现模糊PID控制在电液伺服系统中具有更高的稳态精度和更快的响应速度。

此外，在面对环境干扰时，模糊PID控制也表现出更强的抗干扰能力。

六、结论本文通过对电液伺服系统的模糊PID控制进行仿真与试验研究，验证了该策略的有效性。

基于模糊免疫PID的轧机液压位置自动控制

ＮｏａｈＨｅａｖｙｄ瑚ＧｒｏｕｐＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０１４１，Ｌｉａｏｎｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｈｙｄｒａｕｌｉｃａｕｔｏｍａｔｉｃｐｏｓｉｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌ（ＡＰＣ）ｓｙｓｔｅｍｉｓａｖｅｒｙｉｍｐｏｒｔａｎｔｐａｔｒｏｆｇａｕｇｅｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｏｆａｍａｇｎｅｓｉｕｍｓｈｅｅｔｍｉｌ１．Ｉｎｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｉｍｅ — ｖａｒｙｉｎｇ，ａｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｏｆ
型基础上。针对系统的非线性和时变性等特点，设计了一种基于模糊免疫ＰＩＤ的液压位置自动控制方案。该控制器借鉴了生物免疫系统的调节作用和模糊推理的非线性逼近能力，综合了模糊控制、免疫调节规律与传统ＰＩＤ控制技术的优势。仿真结果表明，基于模糊免疫ＰＩＤ的液压位置自动控制具有超调量小、调节时间短、
（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｎｄＳａｆｅｔｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈｅｎｙａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｆＣｏｈｅｍｉｃａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０１４２，Ｌｉａｏｎｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｏｌｌｅｇｅｆＩｏｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈｅｎｙａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｆｏ

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ｆｚｙｌｃｒｔｃｎｔｎＴｅｍａｈｍａｉａｄｌｏｅｈｄａｌｅｖｏｔｌｓｓｅｗａｓａｌｈｄＴｅｓｍｕａｉｎｆｙｒｕｉｕｚｏａｉｉａｉ．ｈｔｅｔｌｍｏｅｆｈｙｒｕｉｓｒｏｃｎｒｙｔｍｓｅｔｂｉｅ．ｈｉｌｔｓｏｄａｌｃｏｏｃｔｃｏｓｏｈｓｒｏｃｎｒｌｓｓｅｗｒｏｅｂｅｖｏｔｏｙｔｍｅｅｄｎｙＡＭＥｉＳｍ．ＦｚｙｉｕｚｍｍｕｅａａｔｅＰＤｏｔｌｌｏｔｍｎｏｖｎｉｎＩｏｔｌｌｏｔｍｒｎｄｐｉＩｃｎｒｇｒｈａｄｃｎｅｔａＰＤｃｎｒｇｒｈｗｅｅｖｏａｉｏｌｏａｉ
ＡｂｔａｔＴｅｎｎｉｅｒｔｎａａｔｒｕｃｒａｎｙｅｉｔｄｉｈｏｉｏｅｖｙｔｍｆａｈｂｔｗｌｉｇｍａｈｎｒｎ — ｓｒｃ：ｈｏｌａｙａｄｐｒｍｅｅｎｅｔｉｔｘｓｅｔｅｐｓｔｎｓｒｏｓｓｅｏｓｕｔｅｄｎｃｉｅｗｅｅａａｎｉｎｉｌｆ
免疫反馈响应过程的调节作用和模糊逻辑推理的自适应性，设计出一种模糊免疫自适应ＰＤ控制器。建立液压伺服控制系Ｉ
统的数学模型，并利用ＡＥｉＭＳｍ建模与仿真软件对液压伺服控制系统进行了分别采用模糊免疫自适应ＰＤ控制与常规ＰＤＩＩ控制的仿真对比试验。结果表明：该控制器性能优于传统的ＰＤ控制器，具有良好的快速响应特性、较强的鲁棒性和自适Ｉ
应能力。
关键词：位置伺服系统；模糊自适应ＰＤ；免疫反馈Ｉ
中图分类号：Ｔ２２Ｐ０文献标识码：Ａ文章编号：１０ —３８（０１２— ３３０１８１２１）１０８—
ＦｚｙＩｍｕｅＡｄｐｉｅＰＩＣｏｔｏｆＨｙｒｕｉｓｔｏｅｖｙｔｍｕｚｍｎａｔＤｎｒｌｏｄａｌＰｏｉｎＳｒｏＳｓｅｖｃｉ
ＷＡＮＧＨｏｇｅｎｗｎ，ＷＵＬｎｌｇ，ＴＧｎｘｅＺｕｍｅ，ＬａｇｉｇｉｎＡＮＹｏｇｕ，ＨＵＧｉｉＩＹｎ
（ｃｏｌｆｌｔｃｌｎｉｅｒｇ＆Ａｔｔｎ，Ｈｂｉｎｅｓｙｏｅｈｏｏｙｉｊ０１０ｈｎ）ＳｈｏｏｅｒａＥｇｎｅｎＥｃｉｉｕｏｉｍａｏｅｅＵｉｒｉｆｃｎｌ，Ｔａｉ３０３，ＣｉａｖｔＴｇｎｎ
ｌｚｄＡｆｚｙｉｙｅ．ｕｚｍｍｕｅａａｔｅＰＤｃｎｒｌｒｗａｅｉｎｄｂｓｄｏｈｍｍｕｅｆｅｂｃｅｕａｉｇｌｗａｄｔｅａａｔｅａｉｔｆｎｄｐｉＩｏｔｏｌｓｄｓｅａｅｎｔｅｉｖｅｇｎｅｄａｋｒｇｌｔｎｈｄｐｉｂｌｙｏｎａｖｉ
２１０１年６月第３９卷第１２期
机ＨＹＤＲＡＵＬＩＴＣＳ
Ｊｎ２１ｕ。０１
Ｖｏ．９Ｎｏ１１３．２
ＤＯ：０３６／．ｓｎ１０Ｉ１．９９ｊｉｓ．０１—３８．０１１．１８１２１．２０２
ｒｓｅｔｅｙｕｅｎｓｍｕａｉｎＴｅｃｎｌｓｎｉｈｔｔｅｃｎｒｌｎｅｆｒｎｅｏｚｙｉｅｐｃｉｌｓｄｉｉｌｔ．ｈｏｃｕｉｓｔａｈｏｔｌｇｐｒｍａｃｆｆｚｍｍｕｅａａｔｅＰＤｏｔｌｒｉｂｔｒｖｏｏｏｉｏｕｎｄｐｉＩｃｎｒｌｓｅｔｖｏｅｅｔａｈｔｏｈｏｖｎｉｎｌＰＤｏｔｏｌｒｎｄｔｅｓｓｅｏｔｉｓｔｅｐｒｒｎｅｏｔｏｇｒｂｓｎｓｄｓｌａａｔｉｔ．ｈｔａｆｅｃｎｅｔａＩｃｎｒｌｅ，ｎｔｏａｙｔｍｂａｎｈｅｏｍａｃｆｓｒｎｏｕｔｅｓａｅｆｄｐａｌｙｈｆｎ－ｂｉＫｅｗｏｄ：Ｐｓｔｎｓｒｏｓｓｅｙｒｓｏｉｏｅｖｙｔｍ；ＦｚｙａａｔｅＰＤ；ＩｉｕｚｄｐｉＩｖｍｍｕｅｆｅｂｃｎｅｄａｋ
液压位置伺服系统的模糊免疫自适应ＰＤ控制Ｉ
王宏文，吴玲玲，唐永学，朱桂梅，李扬
（河北工业大学电气与自动化学院，天津３０３）０１０
摘要：以闪光对焊机为研究对象，针对其液压伺服系统存在的非线性、参数不确定性以及负载干扰等特点，借鉴生物