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  其中:K0 为系统的开环增益,在该系统中 K0 在 37.68 附近略有变动;ζn1 在 0.3

0.5 之间变化,其余各参数值分别为:ωn1=69.08,ωn2=97.34,ζn2=

0.1  

2 模型参考模糊自适应控

制器的设计

  在液压伺服系统中系统的

开环增益

K0 和 ζn1 的变化,容易引起系统的超调和振荡,使系统变得难以用常规的控制

算法进行控制。而用模型参考自适应(

MRAC)控制时,由于系统的阶次较高,控制器参数

的自适应律很难求得。用模糊控制设计自适应机构只要根据控制器参数的变化规律,用模糊

条件语句写出控制规则者,就能够找出比较合适的自适应算法。模型参考模糊自适应

MRFA)PID 控制系统的原理框图如图 2 所示。

  即用

PID 控制器产生控制量 u,并用模糊自适应机构对 PID 控制器的比例系数 Kp 进

行在线调节,使系统动态响应较快,超调量小,而且整个响应过程具有较好的鲁棒性。与文

献[

7]相比,该控制器中加入了积分器,这是为克服被控对象中存在的恒值扰动的影响。

把积分调节器引入控制器中,这无疑可以改善系统的稳态性能,但积分因子的引入,会使

系统动态响应变慢,破坏典型

PD 控制系统所具有的响应快的特性,因此,考虑积分系数

KI

 

是可变的:   这样系统响应开始时是

PD 控制,快进入稳态响应时积分因子起作用,

相当于进行

PID 控制。这样本系统在保证系统快速性和稳态精度的同时,大大降低了控制

 

器的复杂性。

    在该系统中,模糊控制器

的具体设计步骤如下:

  (

1)选择模糊控制器的

输入输出变量,定义各变量的

模糊子集

  模糊控制器的输入变量为期

望输出

ym 与实际输出 yp 之间的误差 e=ym-yp 及其变化率 e,而其输出变量为

Kp。E、EC 和 Kp 分别规定为下列 Fuzzy

 

子集:   (

2)确定 E、EC 和 Kp 的论域,及各

自的

Fuzzy 子集

  

E 的论域为[-6,6],EC 的论域为[-6,6],Kp 的论域为[0,1.2]。各模

糊子集的隶属函数如图

3 所示。

    (3)建立模糊控制器的控制规则

  根据系统的实际控制需要建在线调整比例因子

Kp 的模糊控制规则表,见表 1。

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