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2008

8

36

卷 第

8

机床与液压

MACH INE TOOL & HYDRAUL ICS

Aug

1

2008

Vol

1

36 No

1

8

收稿日期

: 2007 - 11 - 14

作者简介

:

李潘伟

( 1982

) ,

,

湖南祁东人

, 2004

年毕业于合肥工业大学电气与自动化工程学院

,

助理工程师 。现就职

合肥锻压集团技术开发有限公司

,

从事液压机床控制系统的研发与应用 。

E - m ail: lpw2222@ yahoo

1

com

1

cn

基于

PLC

的复合模糊控制在液压伺服同步控制系统中的应用

李潘伟

1

,

简珣

2

( 1

1合肥锻压集团技术开发有限公司 , 合肥 230061;

2

1合肥工业大学电气与自动化工程学院 , 合肥 230009)

摘要

:

针对液压机四角调平控制的要求

,

提出一种基于

PLC

P ID +

模糊控制的复合算法

,

其中模糊控制器和

P ID

节器都通过

PLC

来实现

,

这样既保留

PLC

控制系统控制灵活 、可靠 、抗干扰能力强等特点

,

又大大提高了控制系统的智能

化程度 。实践结果表明

:

该系统同步控制精度高 、适应性好 、抗干扰能力强 、鲁棒性好 。

关键词

:

模糊控制

; P ID; PLC;

四角调平

;

同步误差

;

倾斜度

中图分类号

: TP273 +

1

3

  文献标识码

: A

  文章编号

: 1001 - 3881 (2008) 8 - 277 - 3

Applica tion of P ID and Fuzzy Con trol Ba sed on PL C in Hydraulic

Servo Synchron iza tion Con trol System

L I Panwei

1

, J IAN Xun

2

( 1

1Hefei Duanya Group Technology and Design L td, Hefei 230061, China;

2

1School of Electric Engineering and Automation, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China)

Abstract: A im ed at the requirem ent of 4

2

axis synchronization hydraulic servo m achine, a P ID + Fuzzy com bined contro l arithme

2

tic based on PLC was p resented. Bo th of the P ID and Fuzzy contro ller are imp lemented by PLC, the p resented m ethod has the advan

2

tages of agility, trustiness, strong anti

2

disturbace disturber of PLC system , and imp roves the intelligence of the contro l system. Ap

2

p lication indicates that the system has high contro l p resicion, high self

2

adap tive, high anti

2

disturbance and high robustness character

2

istics.

Keywords: Fuzzy contro l; P ID; PLC; 4

2

axis; Synchronization control; Synchronization erro r gradient

  随着现代科学技术和加工制造技术的飞速发展

,

加工设备对高精度的液压同步控制技术的需求更为迫
切 。以线圈液压机为例

,

加压平台的

4

个液压缸在压

制过程中应能达到很好的同步控制

,

使加压平台在允

许的倾斜度范围内工作

,

否则可能对线圈造成破坏

,

由于线圈的特殊结构

,

在压紧过程一旦出现倾斜过大

即报废

,

造成巨大经济损失 。因此

,

为严格保持加压

平台的平稳

,

对不同的干扰必须快速 、灵活和准确地

做出反映 。图

1

为液压机的控制结构框图 。

1

 液压机控制结构图

 控制方式的选取

在液压机比例伺服系统中

,

比例伺服阀的响应频

率远高于执行机构的频率

,

传统的液压系统控制滞

,

传统的

P ID

控制算法具有结构简单 、稳定性好 、

可靠性高等优点

,

但适应性较差

,

静态误差大

,

且误

差变化也大

,

不能应用于工程实际 。

Sm ith

预估补偿

法是解决纯滞后问题的一种有效方法

,

但其前提是被

控对象的数学模型要精确

,

液压系统存在死区

,

并有

时变性 、非线性与模糊不确定性

,

很难获得精确数学

模型 。模糊控制的鲁棒性较好

,

对纯滞后及被控对象

参数的变化不敏感

,

但因控制规则粗糙

,

容易在平衡

点附近产生振荡现象和稳态误差 。

液压同步闭环控制系统的实现方式很多

,

“同等

方式 ”和 “主从方式 ”是通常采用的

2

种控制策略 。

在本系统中采用同等方式

,

则要求系统的各执行元

件 、反馈元件 、检测元件及控制元件等性能具有严格
的匹配关系

,

这显然让机床的成本大大增加

,

在应用

过程中也容易使

4

个油缸的位置调节产生震荡

,

使加

压平台产生摇摆

,

不利于实际应用 。因此

,

本系统采

用 “一主三从 ”的控制方式

,

以其中一个油缸为基

,

控制其余

3

个油缸来跟随这一基准

,

从而达到调