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·实验研究·
重型机械
2012 No.1
模糊PID方法用于液压比例阀的高精度定位控制
李剑，刘渭苗，徐长安，孙葳，李宏伟
（中国重型机械研究院有限公司板带精整研究所，陕西西安710032）
摘要：针对轧钢自动化生产线上对比例阀的定位控制精度要求的日益提高，比例阅在不同的工作区间，需要设定不同的PD参数。本文利用模棚控制器被控对象的时滞、非线性时变性具有一定适应能力的特点，采用模棚控制器使比例阀在不同工作区间自适应调整PID参数值，改进其控制效果。通过在某重卷机组中对自动上卷小车进行定位控制，比例阀输出平稳，定位精度高，动态响应快，误差小。
关键词：模糊PID；比例阅；定位控制；绝对值编码器
中图分类号：TH137.15
文献标识码：A
文章编号：1001196X(2012)01001403
FuzzyPIDmethodofhigh-accuracypositioningcontrolfor
hydraulic proportional valves
LI Jian, LIU Wei-miao, XU Chang-an, SUN Yan-wei, LI Hong-wei( China Heavy Machinery Research Institute Co., Lid., Xi'an 710032, China)
Abstract: With the increasingly-raised requirements of control accuracy for the proportional valve in automatic rolling production line, the different PID parameters for the proportional valve need to be set in the different op erating regions. The fuzzy-PID controller is adopted to make the proportional valve to adaptively adjust PID pa-rameters of different operating regions and improve its control effect by the characteristics that the fuzzy control-ler has a certain adaptive capecity to the time lag, non-linear and time variation of the controlled objects. The positioning control testing of the fuzzy controller mounted on an autometic rolling-up coil car indicates that the
proportional valve output is smooth, dynamic reaponse is fast and positioning accuracy is high. Key words: fuzzy-PID; proportional valve; positioning control ; absolute value encoder
0前言
随着我国钢铁行业的蓬勃发展，钢铁行业生产线对全自动功能的需求也越来越多，其中对比例阀的定位控制精度的要求也越来越高，但使用较高控制精度的比例阀新产品成本太大。本文提出一种模糊PID控制方法，通过软件配合具有定精度的比例阀来提高其控制精度，改进控制效果，并应用于比例阀高精度定位控制系统中。
收稿日期：201107-05；修订日期：201108-10
作者简介：李剑（1970-），男，中国重型机械研究院有限公司
高级工程师。
控制原理 1
在比例阀的控制系统中，液压站为比例阀和油缸提供动力，电源模块为比例阀提供电源。控制原理如图1所示，PLC控制模拟量输出模块为比例阀提供-10V~+10V的模拟量信号，绝对值编码器反馈的脉冲数乘以脉冲当量计算得到油缸的实际行程，定位要求的设定值减去编码器计算的实际行程得到定位误差，定位误差作为PID 调节器的输人，然后PID调节器输出电压信号给模拟量输出模块，以达到对比例阀的定位控制。
(1)比例阀。比例阀的控制主要是通过比例放大器来实现，以内置式比例方向阀为例，比例阀放大器就在阀上集成，通过给放大器的D与E