第4期 2017年4月
组合机床与自动化加工技术
Modular Machine Tool & Automatic Manufacturing Techniquc
文章编号：10012265(2017)04007503
DOI:10. 13462/j. enki. mmtamt. 2017. 04. 018
伺服控制系统的复合模糊自适应PID控制
余容，孙浩然，何朝明
（西南交通大学机械工程学院，成部
610031)
No.4 Apr.2017
摘要：以工程中的伺服控制系统为研究对象，提出一种嵌入比例固子的复合模糊自适应PID控制方法，即将比例因子模糊控制与模棚PID控制结合而成的复合模糊控制。首先通过MATLAB/Simulink 系统工具对无干扰理想状况下的系统进行仿真与分析，然后进一步模拟真实环境下的系航运行状况，在某一时刻加入干扰信号，并将比例因子模糊控制嵌入模糊PID控制中优化算法，对控制系统不断加以改善与优化。试验结果表明，此方法比传统PID控制更具优势，能有效改善控制系统的响应
时间、调节时间以及抗干扰能力，有效提高控制系统的动态性能和鲁棒性。关键词：伺服控制系统；传统PID控制；模棚自适应PID；比例固子
中图分类号：TH166;TG506
文献标识码：A
Compound Fuzzy Adaptive PID Control of Servo Control System
YU Rong , SUN Hao-ran ,HE Chao-ming
( School of Mechanical Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, China)
Abstract : A compound fuzzy adaptive PID control method was proposed for the servo control system in en-gineering. This method bounded proportional factor fuzzy control and fuzzy PID control. Firstly, the analog simulation and analysis was taken for the ideal system with no interference through the MATLAB/Simulink. Then the simulation was taken with interference signal at a time and integrating the proportional factor and fuzzy PID control, to imitate the real situation of system operation and continue to improve the control sys-tem.The experiment shows that this method possesses more advantages compared with traditional PID.It can effectively ameliorate the response time, adjustment time, anti-interference ability, improve the dynamic performance and robustness of the control system
Key words: servo control system; traditional PID control; fuzzy adaptive PID control; proportional factor
0引言
当前智能控制算法的同服控制系统应用较为广泛，对系统实时性、稳定性、抗干扰能力等方面要求较高。伺服控制系统具有非线性及未知性，系统运转过程中常会遇到未知的突发状况等干扰，需及时进行自我调节并能在有效范围内快速恢复平稳状态。陈智勇口等采用电流、位置、速度三闭环的控制方式与电压失量调制控制算法实现伺服控制：武星2]等采用多目标遗传算法优化伺服控制器的PID参数方法实现伺服控制;S.Kissling[3]采用送代反馈整定的方式实现对伺服系统的控制参数进行整定。综合国内外相关伺服控制算法，各有利擎，应结合实验背景及应用领域对控制算法进行研究。文章提出一种嵌入比例因子的复合模糊自适应PID控制方法，在广泛应用的模糊PID控制算法中嵌入比例因子进行复合模糊控制。简单PID仅限于数学模型精确的控制系统(45}，而模糊PID控制算
收稿日期：20160821：修回日期：20160905
法有适应非线性和时变性等优点，其抗干扰能力强、动态性能好，且无需精确数学模型(67)。控制系统将模糊自适应PID控制与PLC结合，采用模糊自适应PID控制算法对参数自调整，通过PLC实现模糊自适应控制策略，可提升伺服控制系统的响应时间、控制精度和平稳性。
伺服自适应控制系统模型模糊自适应PID控制算法
1.1
传统PID算法单一，复杂工况下无法对参数进行实时自整定。尤其应用在特殊环境下的伺服控制系统，例如转运核废料的智能起重机，在扰动环境下，系统实时性与鲁棒性较差["]。对模糊自适应PID控制系统而言,需找出PID的系统参数k。、k，、k，与偏差e、偏差变化率ec间的模糊关系，通过不断检测e和ec的方式，基于模糊控制原理对3个控制参数调整，使伺服
*基金项目：国家自热科学基金(51275431）；图川省科技攻关计划(2014GZX0009）
作者简介：余容（1991—），女，重庆丰都县人，西制交通大学碳士研究生，研究方向为智能控制、CAD/CAM，（E-mail)yurong9966@botmail.com；
通讯作者：何朝明(1972一），男，成都人，西南交通大学副数授，博士，研究方向为智能控制、CAD/CAM，（E-mail)fly2005@126.com
万方数据