交流伺服進給系統(tǒng)的模糊PI控制仿真.pdf

1、通常情況下,設(shè)計分析的數(shù)控機床伺服進給系統(tǒng)要求該系統(tǒng)具有確定的參數(shù),以便采取最合理的PID控制參數(shù)進行整定。然而在實際工業(yè)生產(chǎn)中,系統(tǒng)參數(shù)會發(fā)生變化。因此在確定的系統(tǒng)參數(shù)情況下整定的PID控制參數(shù)也許不再合理,嚴(yán)重情況下甚至?xí)绊懴到y(tǒng)的穩(wěn)定性,所以有必要對原有的控制參數(shù)進行適當(dāng)調(diào)整。本文將模糊控制與PID結(jié)合,取長補短,設(shè)計了一種自整定的模糊PI控制器。將其運用到伺服進給系統(tǒng)中,仿真結(jié)果表明,系統(tǒng)能夠較好地克服參數(shù)變化、強耦合和時變因素

2、的不良影響,提高系統(tǒng)的動態(tài)綜合品質(zhì)。
　　首先,本文對伺服進給系統(tǒng)進行扼要分析,分別建立了PMSM和機械進給傳動系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,隨后建立了基于id0的PMSM三環(huán)結(jié)構(gòu)(位置環(huán)、速度環(huán)、電流環(huán))的控制系統(tǒng)。然后,利用Modelica語言建立了伺服進給系統(tǒng)的仿真模型,內(nèi)含主要子模型如永磁同步電機、機械進給傳動系統(tǒng)、逆變器和SVPWM等。仿真結(jié)果表明,選擇合適的系統(tǒng)固有頻率wm和阻尼比?,對系統(tǒng)的快速性和穩(wěn)定性具有重要意義。同時該仿真模

3、型可以定量地知道系統(tǒng)參數(shù)如絲杠導(dǎo)程和系統(tǒng)的等效剛度等對系統(tǒng)輸出的影響程度,為系統(tǒng)的分析與設(shè)計提供依據(jù)。
　　為了更好地解決控制對象具有的非線性、時變性、強耦合的問題,將模糊控制的思想引入伺服進給系統(tǒng)的PI控制中,設(shè)計了一種模糊PI控制器。通過模糊控制規(guī)則和模糊推理算法,該控制器能根據(jù)電機的轉(zhuǎn)速偏差和偏差變化率在線地調(diào)整PI控制器的兩個參數(shù)。
　　最后,仿真結(jié)果表明采用該方法可以提高系統(tǒng)的快速響應(yīng)能力和控制精度,具有魯棒性強和