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2008
年
8
月
第
36
卷 第
8
期
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
—
) ,
男
,
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
的
P ID +
模糊控制的复合算法
,
其中模糊控制器和
P ID
调
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 。
图
1
液压机控制结构图
1 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
后
,
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
准
,
控制其余
3
个油缸来跟随这一基准
,
从而达到调