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电液位置伺服系统的模糊控制研究

徐兆红  
【摘要】:随着电液伺服技术的发展和应用领域的逐步推广,对电液伺服系统的控制要求越来越高。在诸多影响电液伺服系统控制精度的因素中,控制策略非常关键。本论文从提高液压机的控制精度入手,成功地将模糊控制策略应用于电液位置伺服系统。通过仿真试验,得出模糊控制比PID控制适应性好,更适用于像液压这样的非线性、时变系统。 论文在对液压机原有的液压系统进行改进的同时,设计了相应的电液位置伺服系统;以流体力学和经典控制理论为基础,建立了对称四通阀控非对称液压缸的数学模型。在对系统的动静态性能分析的基础上,采用PID控制策略校正系统,运用试凑法整定PID控制参数。仿真试验表明PID控制存在参数整定比较困难、适应性不好等缺点。 通过对模糊控制理论的初步研究,设计了常规模糊控制器;经仿真试验表明其动态响应较好,但稳态精度较差。针对这些不足,分析其原因,并结合PID控制,从不同的角度提出了改进措施,且实现了控制算法。模糊PID控制器通过引进智能积分功能提高了系统的稳态误差;Fuzzy-PID双模模糊控制器通过阈值自动进行模糊控制和PID控制的切换,它集两者的优点于一身;自调整因子模糊控制器通过在线自动调整模糊控制规则,改善了控制器的自学习能力;自适应模糊控制器结合专家系统,对PID参数在线自调整和自寻优,提高了控制精度和自适应、自学习能力。 论文推导的模糊控制器数学表达式可加深对模糊逻辑推理本质的理解;研究工作中编制的PID参数整定方法、模糊控制算法以及仿真程序可为今后的科研和生产提供参考。


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