模糊PID控制在液壓伺服控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

1、模糊PID控制在液壓伺服控制系統(tǒng)中的應(yīng)用摘要：本文就如何進(jìn)步PID控制的控制效果，將模糊PID控制算法應(yīng)用于液壓伺服系統(tǒng)，通過模糊控制對PID的三個參數(shù)進(jìn)展實時非線性調(diào)節(jié)，使該系統(tǒng)得到了快速穩(wěn)定的輸出。關(guān)鍵詞：液壓伺服 壓力控制 模糊PID 模糊控制1 概述液壓伺服系統(tǒng)以其響應(yīng)速度快、負(fù)載剛度大、控制功率大等獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)在工業(yè)控制中得到了廣泛的應(yīng)用。本文將模糊控制和PID控制有機(jī)結(jié)合起來，利用模糊控制對PID參數(shù)進(jìn)展實時的修正，進(jìn)步了系統(tǒng)的控制精度和魯棒性，有較好的實用性。2 模糊PID控制算法策略2.1 算法策略概述模糊自適應(yīng)PID控制器是一種以常規(guī)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器為根底，以誤差e和誤差變化de為輸

2、入數(shù)據(jù)的控制器，滿足了各個時刻e和de對PID參數(shù)自整定的要求，其詳細(xì)組成構(gòu)造見圖1：根據(jù)系統(tǒng)在受控過程中的原那么對應(yīng)不同的E和EC，可將PID 參數(shù)整定的原那么歸納如下三點(diǎn)：當(dāng)|E|較大時，說明誤差的絕對值較大，為使系統(tǒng)具有較好的跟蹤性能，Kp取較大值；為防止|EC|瞬時值過大，Kd應(yīng)取較小的值；同時為防止系統(tǒng)響應(yīng)出現(xiàn)較大的超調(diào)應(yīng)對積分加以限制，通常取Ki=0。當(dāng)|E|中等大小時，為使系統(tǒng)響應(yīng)具有較小的超調(diào)，Kp取較小些；在這種情況下，Kd對系統(tǒng)響應(yīng)影響較大，數(shù)值要獲得適當(dāng)；Ki的數(shù)值也要獲得適當(dāng)。當(dāng)|E|較小時，為了使系統(tǒng)具有很好的穩(wěn)定性，Kp、Ki都取較大值，另外為防止系統(tǒng)在設(shè)定附近出現(xiàn)

3、振蕩，應(yīng)該考慮抗干擾性能。2.2 模糊控制器的設(shè)計模糊PID自整定控制保證了控制器調(diào)節(jié)作用的最優(yōu)化，它通過分析和判斷實際系統(tǒng)環(huán)境，比照例系數(shù)Kp、積分系數(shù)Ki和微分系數(shù)Kd進(jìn)展實時調(diào)整。為進(jìn)一步簡化運(yùn)算程序，保證運(yùn)算質(zhì)量，在調(diào)解時，控制器根據(jù)偏向e和偏向變化率ec進(jìn)展自動調(diào)整，同時模糊局部分為Kp、Ki和Kd三部分，由其各自的子助推器來計算。2.2.1 輸入值的模糊化由于模糊自整定PID控制器的整個討論和計算活動主要集中在fuzzy集中，因此在實際計算中首先先要確定變量的論域，并將其及時調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)換至正確的論域中，再將輸入數(shù)據(jù)以語言集的形式表現(xiàn)出來，即對輸入數(shù)據(jù)進(jìn)展模糊化處理。2.2.2 模糊控

4、制規(guī)那么表的建立Kp控制規(guī)那么設(shè)計在PID控制器中，調(diào)節(jié)初期應(yīng)適當(dāng)取較大的Kp值以進(jìn)步響應(yīng)速度，而在調(diào)節(jié)中期，Kp那么取較小值，以使系統(tǒng)具有較小的超調(diào)并保證一定的響應(yīng)速度；而在調(diào)節(jié)過程后期再將Kp值調(diào)到較大值來減小靜差，進(jìn)步控制精度。Ki控制規(guī)那么設(shè)計在調(diào)節(jié)過程的初期，為防止積分飽和，其積分作用應(yīng)當(dāng)弱一些，甚至可以取零；而在調(diào)節(jié)中期，為了防止影響穩(wěn)定性，其積分作用應(yīng)該比較適中；最后在過程的后期，那么應(yīng)增強(qiáng)積分作用，以減小調(diào)節(jié)靜差。Kd控制規(guī)那么設(shè)計根據(jù)實際過程經(jīng)歷，在調(diào)節(jié)初期，應(yīng)加大微分作用；而在中期，由于調(diào)節(jié)特性對Kd值的變化比較敏感，因此，Kd值應(yīng)適當(dāng)小一些并應(yīng)保持固定不變；在調(diào)節(jié)后期，Kd值應(yīng)減小，以減小被控過程的制動作用。2.2.3 逆模糊化在經(jīng)過一系列計算后，我們可以通過模糊控制規(guī)那么表得出Kp、Ki、Kd的最終值，并在此根底上借助重心法進(jìn)展逆模糊化處理，以有效地實現(xiàn)求解多目的優(yōu)化。3 結(jié)論經(jīng)歷證，在常規(guī)控制環(huán)節(jié)，只要及時調(diào)節(jié)PID三個參數(shù)即可得出一個系統(tǒng)完善的數(shù)據(jù)響應(yīng)圖，提升控制效果。但在實際操作過程中，由于三個參數(shù)的調(diào)解程序過于繁瑣，且其調(diào)節(jié)構(gòu)造的穩(wěn)定性較差，因此目前工作人員多項選擇擇模糊PID控制方法來對PID進(jìn)展參