２０１０年７月

第３８卷第１４期

机床与液压

ＭＡＣＨＩＮＥ

ＴＯＯＬ＆ＨＹＤＲＡＵＵＣＳ

Ｊｕｌ．２０１０

Ｖ０１．３８Ｎｏ．１４

ＩＮ）Ｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—３８８１．２０１０．１４．０１１

双缸同步液压系统Ｆｕｚｚｙ—ＰＩＤ控制仿真研究

邓文亮．

（第二炮兵工程学院，

强宝民

陕西西安７１００２５）

摘要：针对液压同步系统仿真大多没有考虑摩擦阻力不等、两缸负载不均衡以及变负载等因素对同步精度造成的影

响，利用ＡＭＥＳｉｍ软件进行建模，并在Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ中建立积分分离式ＰＩＤ以及Ｆｕｚｚｙ．ＰＩＤ控制算法来实现液压缸的同

步起竖以及曲线同步跟踪。仿真结果表明，采用Ｆｕｚｚｙ—ＰＩＤ控制算法，系统实现较高精度的同步控制。提出的双缸同步控

制策略对其他设备中液压同步控制系统的设计研究也有很好的参考价值。

关键词：ＡＭＥＳｉｍ；Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ；Ｆｕｚｚｙ．ＰＩＤ；同步控制

中图分类号：ＴＨｌ３７

文献标识码：Ａ

文章编号：１００１—３８８１（２０１０）１４—０２８—３

Ｓｉｍｕｉａｔｉｖｅ

ＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＳｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌｏｆ

ＴｗｏＨｙｄｒａｕｌｉｃＣｙｌｉｎｄｅｒ

Ｓｙｓｔｅｍ

Ｂａｓｅｄ

ｏｎ

Ｆｕｚｚｙ－Ｐｍ

ＤＥＮＧ

Ｗｅｎｌｉａｎｇ．ＱＩＡＮＧ

Ｂａｏｍｉｎ

（ｎｅ

ＳｅｃｏｎｄＡｒｔｉｌｌｅｒｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｌｌｅｇｅ，Ｘｉ’ａｎＳｈａａｎｘｉ

７１００２５，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｆａｃｔｏｍ，ｓｕｅｈ

ａｓ

ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｒｉｃｔｉｏｎｆｏｒｃｅｓ，ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｏａｄｓａｎｄｖａｒｉｅｔｙｌｏａｄｓ。ｔｈｅ

ｍｏｄｅｌｓ

ｏｆｓｙｎｅｈｒｏｎｉｚａ－

ｔｉｏｎｅｒｅｃｔｉｎｇａｎｄｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎｔｒａｃｋｉｎｇ

ｏｆ

ｔｗｏｈｙｄｒａｕｌｉｃｃｙｌｉｎｄｅｒｓｙｓｔｅｍ

ｗｅｒｅ

ｂｕｉｌｔｕｓｉｎｇＡＭＥＳｉｍ，ａｎｄｔｈｅｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｓ

ｗｅｒｅ

ｃａｒｒｉｅｄ

ｏｕｔ

ｕｓｉｎｇｓｅｐａｒａｔｅｄｉｎｔｅｇｒａｌＰＩＤ

ａｎｄ

ｆｈｚｚｙ—ＰＩＤｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｉｎＭａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅ

ｓｙｎ－

ｅｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ

ｅｒｒｏｒ

ｉｓｓｍａｌｌ

ｕｓｉｎｇ岫一ＰＩＤ

ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｗｈｅｎｌｏａｄｓａｒｅｖａｒｉａｂｌｅａｎｄｉｔｍｅｅｔｓｔｈｅｐｒｅｃｉｓｉｏｎｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ．Ｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌ

ｓｔｒａｆｅ－

舒ｐｒｏｖｉｄｅｓ

ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｄｅｓｉｇｎ

ｏｆ

ｈｙｄｒａｕｌｉｃｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｉｎｏｔｈｅｒｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＡＭＥＳｉｍ；Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ：Ｆｕｚｚｙ—ＰＩＤ；Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ

ｃｏｎｔｒｏｌ

在现代工业、航空航天和军事工程等领域中，液

压同步系统在工程实际中应用广泛。比如起竖、装填

均要通过液压同步系统来实现，并且要求其在位置、

角度等同步控制上具有较高的精度，以获得精密的工

件和完成精细的工作。相反，若起竖油缸不同步，就

可能导致武器装备起竖时不平稳，甚至使油缸发生扭

转，造成无法挽回的损失。为了改善起竖同步性能，

提高快速调平、起竖的能力，确保安全，作为执行元

件的液压缸实现精确的位置、角度同步控制就非常重

要了。

然而液压缸同步控制是液压领域的一个难题，很

多学者对此进行了研究，并取得了一些较好的成果，

但大多只停留在比较理想化的模型上。对于负载不均

衡、摩擦阻力不等、变负载等影响同步的精度因素没

有考虑。因此，借助ＡＭＥＳｉｍ仿真平台，运用Ｆｕｚｚｙ－

ＰＩＤ控制与Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ进行联合仿真，对液压缸

同步系统进行研究。

１

联合仿真接口设置及实现

１．１

ＡＭＥＳｉｍ软件简介…

ＡＭＥＳｉｍ（Ａｄｖａｎｃｅｄ

ＭｏｄｅｌｉｎｇＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｆｏｒＳｉｒｅ．

ｕｌａｔｉｏｎｓｏｆｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ

ｓｙｓｔｅｍｓ）表示系统工程高级建

模和仿真平台。它是法国ＩＭＡＧＩＮＥ公司于２０世纪９０

年代推出的专门用于系统工程的建模和仿真，如机

械、液压、气动、热、电和磁等领域。仿真建模的语

言是工程技术语言，不需要编写任何程序代码。

１．２联合仿真环境设置

（１）设置环境变量旧。ｏ，打开我的电脑一属性一

高级＿环境变量，设置ＡＭＥＳｉｍ４．２（以下简称

ＡＭＥＳｉｍ）环境变量，变量名为ＡＭＥ，值为其安装路

径；设置Ｍａｔｌａｂ６ｐ５（以下简称Ｍａｔｌａｂ）环境变量，

变量名为ＭＡＴＬＡＢ，值为其安装路径；确认在系统变

量ＰＡＴＨ中包含系统安装目录Ｃ：＼ＷＩＮＮＴ、Ｓｙｓ．

ｔｅｒｎ３２。（２）在Ｍａｔｌａｂ的目录列表里加上ＡＭＥＳｉｍ与

Ｍａｔｌａｂ接口文件所在的目录％ＡＭＥ％、ｍａｔｌａｂ＼ａｎｌｅｓ－

ｉｍ。（３）在ＡＭＥＳｉｍ环境下选择ＶＣ作为编译器。具

体操作在Ｏｐｉｏｎｓ－－＋ＡＭＥＳｉｍ

ＰｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓＣｏｍｐｉｌａｔｉｏｎ／Ｐａ－

ｒａｍｅｔｅｒｓ中。在ＭＡＴＬＡＢ命令窗口中输入命令Ｍｅｘ．

ｓｅｔｕｐ，选择ＶＣ作为编译器。

１．３联合仿真实现

ＡＭＥＳｉｍ与Ｓｉｍｕｌｉｎｋ的联合仿真是通过ＡＭＥＳｉｍ

收稿日期：２０１０—０６一１８

作者简介：邓文亮（１９８５一），男，硕士研究生，主要从事机电液技术方面的研究工作。电话：１５９９１６２４９１５，Ｅ—ｍａｒｌ：

ｎｉｕｓｈｅｎ０７９４＠１６３．ｃｏｍｏ

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