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《江西理工大学》 2010年
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基于智能PID的电极丝恒速恒张力控制系统的研究

宋萌萌  
【摘要】: 电极丝的恒速恒张力控制问题是影响慢走丝线切割机进一步发展的主要障碍。目前国内生产企业通常采用传统PID控制来实现电极丝的恒速恒张力要求。随着产品的加工环境日益复杂以及不确定性的干扰因素越来越多,对控制系统的抗干扰能力和鲁棒性提出了更高的要求。虽然传统PID控制是一种优良且实用的控制方式,但其在抗干扰能力和鲁棒性两方面的优越性还比较欠缺。鉴于此,笔者通过将智能算法与传统PID控制相结合的方式应用于电极丝的恒速恒张力控制系统。 在研究电极丝的恒速恒张力智能PID控制系统的过程中,主要完成了以下几个方面的内容:首先,提出了电极丝的恒速恒张力智能PID控制系统的设计思路及具体可行的设计方案,建立了慢走丝线切割机的电极丝恒速恒张力控制系统的数学模型,根据控制系统的技术要求完成了重要硬件的选型工作。其次,设计了应用于电极丝的恒速恒张力控制系统的模糊PID控制算法和BP神经网络PID控制算法。模糊PID控制算法主要完成了输入输出量的模糊化、模糊规则的建立及其推理过程和输出量的反模糊化等内容。BP神经网络PID控制算法主要完成了隐藏层和输出层的权值系数在线调整表达式以及BP神经网络结构、学习效率、惯性系数和期望误差的确定等内容。再次,完成了电极丝的恒速恒张力智能PID控制系统的仿真分析。系统的仿真分析主要包括稳定性分析、动态性能分析、抗干扰能力分析和鲁棒性分析。最后,选用新华龙电子有限公司生产的C8051F310单片机作为电极丝的恒速恒张力智能PID控制系统的控制器,并在此控制器的基础上完成了系统需要的外围硬件电路和软件设计。 研究表明,电极丝的恒速恒张力智能PID控制系统不仅响应速度快、超调量小、稳态误差小,而且具有抗干扰能力强、鲁棒性好等优点。将智能PID算法应用于电极丝的恒速恒张力控制系统确实是一种比较有效可行的途径,也为其它的控制系统提供了一种较好的借鉴。
【学位授予单位】:江西理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TP273

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