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
到
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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