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基于免疫神经网络PID算法的双缸锻造液压机同步控制方法研究

刘勇  
【摘要】:液压技术在工程领域中的应用非常广泛,同步控制一直是液压行业的一个重要课题,随着航空航天和现代机械加工业的发展,金属加工设备、冶金机械、工程机械等驱动装置对高精度的双缸液压同步技术的要求很迫切,而实际应用中影响双缸电液伺服系统同步的因素很多,如负载的不均匀、泄漏、摩擦、阻力、制造精度、液压油的不同及结构弹性变形等都会使运动不同步,因此对液压同步控制技术的研究很重要。 本文根据双缸锻造液压机同步控制系统同步工作原理和工作过程的实际要求设计出双缸锻造液压机的液压系统,通过建立系统中关键液压元件的数学模型推导出系统的传递函数进而分析了该系统的动态性能,并在MATLAB/Simulink中建立起该系统的仿真模型。由于双缸电液伺服同步控制系统是一个复杂的非线性时变系统,普遍存在参数变化,且要求同步控制精度高、响应快、超调量小等特点。对于此类控制要求较高的被控对象,传统PID控制存在参数难以选定及选定后不易调整的缺陷,很难对双缸电液伺服同步控制系统实现有效的控制,必须寻求新的控制策略。 本文根据双缸锻造液压机同步控制系统的控制要求,采用智能控制算法里的免疫算法与传统的PID算法结合起来,并通过引入具有逼近任意非线性函数的BP神经网络来构建免疫PID算法中的抗体抑制调节函数,设计出免疫神经网络PID控制器应用于双缸锻造液压机同步控制系统中,仿真结果表明,此种控制策略控制响应速度快、超调量小、控制精度高、双液压缸的同步精度高,鲁棒性强,控制效果明显优于PID控制器,满足双缸锻造液压机同步控制系统的控制要求,可以应用于双缸锻造液压机同步控制系统中。


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