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机床与液压

第３８卷

始相位为一以，ＰＩＤｌ参数为Ｋ＝５０、Ｋｉ＝５、Ｋ。＝

１０；Ｇａｉｌｌ３为０．５０；ＰＩＤ２参数为Ｋｏ＝３０．０６２

５、Ｋ＝

２、Ｋｄ＝５；ＧａｉＴｌ２为０．８０，仿真时间为１０ ｓ，采样时

间为０．１ ８。仿真衄线如图９一１０所示。

Ｓｔｏｐｅ３

：芝

Ｇａｉｎ

刚ｇ“譬２ＭＥＳｉｍ

ＣｏＳｉｍ：“ｌ

Ａ

：

Ｅ１ａｍ

ｙｅｙａｇａ“ｇＳｉ

０２“，ｇｎａｌ

Ｉ

ｎＸ２

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Ｓｃｏ画４

＜罂

Ｇａｉｎｌ

图８积分分离式ＰＩＤ控制Ｓｉｍｕｌｉｎｋ模型图

ｌ一输入正弦信号

２一缸ｉ活塞杆位移

０

２

４

６

８

１０

时间，．

Ｓｃｏｐｅｌ

Ｏ

图９双缸同步跟踪曲线

图ｌＯ同步误差曲线

可以看到，尽管两液压缸在负载相差较大时也能

够实现较好的控制，但时间延迟较大，幅值跟踪误差

较大，且误差仍有７ ｍｍ之多。为了改善此种情况，

进一步减弱对不同负载的敏感性，将算法改进为

Ｆｕｚｚｙ—ＰＩＤ。

２．２．３

Ｆｕｚｚｙ．ＰＩＤ控制算法模型

（１）Ｆｕｚｚ），．ＰＩＤ算法设计Ｈ１

利用Ｍａｔｌａｂ的兀Ｓ Ｅｄｉｔｏｒ工具编辑模糊控制算

法，用Ｓｉｍｕｌｉｎｋ与ＦＩＳ工具联合设计模糊控制器。其

输入为系统当前的偏差Ｅ和偏差变化ＥＣ，输出分别

为ＰＩＤ控制器的３个参数，这是一个双输入三输出的

系统。在该系统的设计过程中，为了简化运算，忽略

３个输出之间的耦合关系，将双输入三输出的推理器

简化为双输入单输出的子推理器，从而使问题求解的

难度大大降低。同时，为弥补一般模糊控制分档造成

的阶梯变化，该系统模糊推理器的输出是控制器参数

的修正值ＡＫ。、△Ｋ和△蜀。模糊输入、输出量划分

为｛负大，负中，负小，零，正小，正中，正大｝７

个模糊子集，记为｛ＮＢ，ＮＭ，ＮＳ，０，ＰＳ，ＰＭ，

ＰＢ｝。Ｅ、ＥＣ的模糊论域为［一３，３］，为了便于控

制，将两输入量在ＮＢ处论域扩展为［一ｌｏｏ，一２］，

ＰＢ处论域扩展为［２，１００］，且隶属函数设为三角

函数；控制的修正量的模糊论域均为［一６，６］。其

他各处隶属函数均采用高斯函数，其模糊控制规则如

文献［５］所述。解模糊方法（清晰化）选取面积平

分（Ｂｉｓｅｃｔｏｒ）法，这种方法能充分利用模糊子集所

有的信息量，非线型度好，有利于联合仿真的顺利执

行。其在Ｓｉｍｕｌｉｎｋ中模型如图１１所示。

ｓｉｇｎａｌ２ＡＭＥＳｉｍ

ＣｏＳｉｍ：“Ｊ

：

。

ｇｉ

ＥｘⅧｙｅｙＩｇｌｎ９０２血，

ｇｎａｌｌ“１２

Ｓ．函数

ｆｕｚｚｙ．ＰＩＤ

子系统

￡

ｆｕｚｚｙ－ＰＩＤ

子系统Ｉ

图１ｌ

呦－ＭＤ控制Ｓｉｍｆｌｉｎｋ模型图

Ｆｕｚｚｙ－ＰＩＤ子系统的结构图如图１２示，加了随机

扰动，使仿真模型更加贴近实际。

昱

静
掣

些厂］亟亚！ｒ

Ｒａｎｄｏｍ Ｎｕｍｂｅｒ Ｔｔａｎｓｆｅｒ Ｆｃ

图１２

Ｆｕｚｚｙ—ＰＩＤ子系统结构图

ＰＩＤ子系统的结构图如图１３示。

图１３

ＰＩＤ子系统结构图

（２）参数设置及结果分析

１－－输入正弦信号

２－－缸ｌ活塞杆位移

图１４

Ｆｕｚｚｙ・ＰＩＤ双缸

同步跟踪曲线

图１５

Ｆｕｚｚｙ－ＰＩＤ双缸同

步跟踪误差曲线

Ｏ

正弦信号、缸ｌ负载不变，缸２负载为２０００ ｋｇ，

Ｆｕｚｚ）ｒ．ＰＩＤ子系统参数为：Ｅ的量化因子为３０．０．，ＥＣ

的量化因子为０．１５，３个修正量的比例因子为０．０１１，

．．（下转第４７页）

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