基于模糊PID的氣缸位置控制研究.pdf

1、氣動比例/伺服系統(tǒng)以其制造簡單、易維護(hù)、對環(huán)境污染小以及高性價(jià)比等優(yōu)勢，已經(jīng)成為工業(yè)自動化領(lǐng)域不可或缺的一部分。如何使氣動比例/伺服系統(tǒng)得以快速、精確的控制一直是氣動技術(shù)重要的研究方向。
　　本文以氣動比例位置控制系統(tǒng)為研究對象，在組成氣動系統(tǒng)的硬件條件很難短期內(nèi)有很大改變的前提下，主要從控制策略方面入手，通過新的控制方法提高氣動比例位置控制系統(tǒng)的控制精度及適用性。
　　首先，概述了氣動比例/伺服系統(tǒng)的發(fā)展歷程和研究現(xiàn)狀，綜

2、述了控制元件、執(zhí)行元件及控制策略的發(fā)展現(xiàn)狀。分析了氣動比例位置控制系統(tǒng)的組成、結(jié)構(gòu)及工作原理，建立了比例位置控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，分析了系統(tǒng)特性，結(jié)果表明必須通過合適的控制策略才能達(dá)到滿意的控制效果。
　　其次，設(shè)計(jì)了目前工程上比較常用的 PID控制器和模糊控制器對系統(tǒng)進(jìn)行控制，并對此進(jìn)行了仿真研究。研究結(jié)果表明，單一的控制器由于自身限制很難達(dá)到滿意的控制效果。通過總結(jié)PID控制和模糊控制的優(yōu)缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)了采用模糊PID切換控制策略控

3、制的復(fù)合控制器，并進(jìn)行了仿真研究。結(jié)果表明：所設(shè)計(jì)出的模糊 PID切換控制的復(fù)合控制器較好地融合了兩種控制策略的優(yōu)點(diǎn)，達(dá)到了很好的控制效果。為了增強(qiáng)復(fù)合控制器的適用性，基于變論域思想，引入了整定模糊控制器量化因子和比例因子的算法，使復(fù)合控制器具有更強(qiáng)的魯棒性和適用性，豐富了比例位置控制的算法，滿足了氣動技術(shù)對控制精度的更高要求。
　　最后，基于AMESim建立比例位置控制系統(tǒng)的物理模型，與Matlab/simulink進(jìn)行了聯(lián)合仿