基于復(fù)合模糊控制的雙缸電液位置同步系統(tǒng)研究.pdf

1、液壓同步控制在工業(yè)上一些重型、大型設(shè)備的場合應(yīng)用十分廣泛，隨著對負(fù)載能力需求的增加，某些場合單個執(zhí)行機(jī)構(gòu)無法滿足要求，需要多個執(zhí)行機(jī)構(gòu)同步運動來驅(qū)動負(fù)載。若多執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的同步性較差，會大大降低設(shè)備的穩(wěn)定性，影響工作效率，更會減短設(shè)備的使用年限，甚至使設(shè)備損壞。所以，研究多執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的同步問題對于工業(yè)應(yīng)用來說是十分必要的。
　　本文通過檢索和閱讀大量相關(guān)領(lǐng)域的文獻(xiàn)，針對雙缸電液位置系統(tǒng)，根據(jù)其結(jié)構(gòu)和原理，建立了單一液壓支路的非線

2、性數(shù)學(xué)模型，并通過LabVIEW軟件對數(shù)學(xué)模型進(jìn)行仿真。根據(jù)仿真結(jié)果，本文采用基于模糊控制和PID控制的復(fù)合模糊控制方法對于單缸系統(tǒng)的校正。
　　針對數(shù)學(xué)模型進(jìn)行模糊PID線性復(fù)合控制器和模糊自整定PID控制器的設(shè)計。使用LabVIEW軟件對設(shè)計的兩種控制器與PID控制器進(jìn)行仿真對比，對比了存在不同形式的干擾以及工況變化時三種控制器的性能表現(xiàn)，最終選擇性能較好的模糊自整定PID控制器作為單缸的控制器。在完成單缸控制器的設(shè)計后，針對

3、同步方式進(jìn)行了研究，對比分析主從同步方式和同等同步方式的結(jié)果，采用一種基于同等同步方式改進(jìn)的交叉耦合方式，在反饋通道內(nèi)加入一個PID控制器，對于階躍信號，減小了最大同步偏差，并且可以快速收斂到穩(wěn)態(tài)，對于1Hz和2Hz的正弦信號，同步偏差的波動均可以控制在±0.008mm的范圍之內(nèi)，取得了較為理想的控制效果。
　　針對雙缸電液位置同步系統(tǒng)實驗臺編寫相應(yīng)的測控程序，對雙缸同步系統(tǒng)進(jìn)行實驗研究。首先對單缸進(jìn)行實驗研究，對于10mm的階躍

4、信號，PID控制與模糊自整定PID控制的響應(yīng)時間均為0.1s，模糊自整定PID控制的穩(wěn)態(tài)誤差更小，并且在工況變化時，模糊自整定PID的性能表現(xiàn)良好。將模糊自整定PID控制器應(yīng)用到雙缸系統(tǒng)，實驗結(jié)果表明，主從方式的同步偏差最大，交叉耦合方式較同等方式的效果更好，對于0.5Hz至2Hz正弦信號，交叉耦合方式的同步偏差波動范圍始終保持在±0.15mm的范圍內(nèi)。最后針對交叉耦合方式進(jìn)行了變工況的實驗研究，結(jié)果表明單缸采用模糊自整定PID控制的交