基于預測模糊PID的多道次板簧成形電液伺服控制系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著國內(nèi)汽車工業(yè)的快速發(fā)展，變截面板簧的需求量逐年遞增，對產(chǎn)品質(zhì)量的要求也越來越高，而改進其成形設(shè)備，選擇合適的智能控制方案是提高產(chǎn)品質(zhì)量的有效途徑。
　　本文首先介紹了變截面板簧的結(jié)構(gòu)，對板簧成形工藝進行了分析，并找出現(xiàn)有成形設(shè)備的缺陷和不足，采用電液伺服閥取代電磁換向閥，使拉料小車速度時刻變化，從而實現(xiàn)拉料小車速度與板簧厚度相匹配。
　　其次,分別介紹了厚度和拉料電液伺服控制系統(tǒng)的原理，推導了任意板簧厚度與位置的數(shù)學關(guān)系

2、式、拉料小車速度與板簧厚度的數(shù)學關(guān)系式，設(shè)計整個系統(tǒng)的電液伺服原理圖；選取系統(tǒng)主要液壓元件的型號參數(shù)，以此建立聯(lián)動的電液伺服控制系統(tǒng)數(shù)學模型，經(jīng)簡化后對厚度和拉料兩個電液伺服控制系統(tǒng)進行了穩(wěn)定性和誤差分析。
　　第三,分析了傳統(tǒng)PID控制、模糊控制以及預測控制的結(jié)構(gòu)和原理算法，針對多道次板簧成形電液伺服控制系統(tǒng)，將三種控制方式結(jié)合起來設(shè)計了預測模糊PID控制器。在設(shè)計控制器時，首先研究了模糊PID部分的控制，然后針對厚度與拉料控制

3、系統(tǒng)的聯(lián)動問題，在模糊PID控制基礎(chǔ)上加入預測控制部分，推導了預測模糊PID控制算法。
　　第四,針對厚度電液伺服控制系統(tǒng)，在有先驗PID知識時應用了傳統(tǒng)PID控制方案；在無PID先驗知識時應用模糊PID控制自動找尋PID的最優(yōu)值，并將模糊PID與傳統(tǒng)PID作了比較，得出模糊PID優(yōu)于傳統(tǒng)PID控制的結(jié)論。加入拉料電液伺服控制系統(tǒng)后，采用預測模糊PID進行控制，并與模糊PID控制、傳統(tǒng)PID控制在穩(wěn)定性、快速性以及抗干擾能力方面進

4、行了仿真比較，得出兩系統(tǒng)聯(lián)動時，預測模糊PID控制方案穩(wěn)定性最高，抗干擾能力最強。應用預測模糊PID控制方案，對系統(tǒng)聯(lián)動前后的板簧形狀做了仿真，并與理論值作了比較。
　　最后,設(shè)計了預測模糊PID控制系統(tǒng)的PLC流程圖，研究了模糊PID的PLC實現(xiàn)。先將變量等級量化，再模糊化并儲存起來，通過查表子程序輸出，然后反模糊化，結(jié)果作為PID的參數(shù)輸入PID控制中；還研究了厚度控制系統(tǒng)與拉料控制系統(tǒng)相耦合的預測控制PLC流程；設(shè)計了拋物線