3 液压缸性能测试
3.1 测试方法
对比例溢流阀和换向阀进行控制，就可以对液压缸的力、位移和速度进行测试。
在主泵站的出口压力足够大的前提下，对加载缸的进、出口溢流阀开度进行控制，达到对被试缸的输
出压力的控制。溢流阀的设定值相当于输入值，作用在被试缸上的压力相当于输出。
比例换向阀用来实现对被试缸的运动方向的控制，只要比例换向阀处于和缸的运动方向相一致，并且
有流量通过，液压缸就会产生位移。通过对被试缸的比例换向阀的控制，来实现对液压缸的位移的测试。
在位移测试的基础上检测时间参数，即可以得出液压缸的速度，完成液压缸速度的测试。
3.2 测试算法的嵌入
测试系统监控软件可以完成对检测变量的实时显示、实验数据和曲线的存储和打印。考虑到被控对象
的非线性特性和数学模型的不确定性，采用传统的 PID 控制算法进行测试，系统响应速度慢，测试误差大，
效果不理想。为了提高测试系统的精度和通用性能，易于嵌入高级控制算法，系统采用了动态链接库（DLL）
的通讯方式与第三方数据进行通信。根据系统提供的测试模版和要求，编写相应的控制算法程序，将编译
生成的 DLL 文件导入到系统目录，执行测试程序即可以实现对高级算法的调用。
4 模糊 PID 控制测试方法的设计与实现
由于液压缸在工作时，数学模型具有时变，不确定和大滞后等特性，采用传统的 PID 控制方法，很难
取得满意的控制效果。作为智能控制的分支，模糊控制的研究日益深入，其在工业中的应用越来越广泛。
对于解决工业中的非线性、不确定性问题，将模糊控制和传统 PID 相结合，可以得到良好的控制效果。在
此，设计了一种模糊 PID 测试方法。
4.1 PID 参数整定方法
模糊 PID 控制器的输出是 PID 的三个参数的增量，为了便于控制算法的实现，需要把对三个参数的控
制归算到对一个参数进行控制。在此利用归一参数整定法，将对三个参数的控制简化成了对一个参数 Kp
的控制。
PID 的增量算式为：
上式中，
式中，
T
为采样周期；
i
T
为积分时间常数；
d
T
为微分时间常数。为了减少需要整定的参数，根据工
程中的实际经验，取：
式中
s
T
是纯比例控制使得临界振荡周期。相应的差分方程为：
1
1 2
d
T
d = -( +
)
T
2
d
T
d =
T
0
1
d
i
T
T
d = +
+
T
T
0.125
d
s
T
T
≈
0.1
s
T
T
≈
0.5
i
s
T
T
≈
(2)
1.25 (
2 )]
e kT
T
+
−
(
)
[2.45 (
) 3.5 (
)
u kT
Kp
e kT
e kT
T
∆
=
−
−
(
)
{[ (
)
(
)]
(
)
i
T
u kT = Kp e kT - e kT - T +
e kT
T
∆
0
1
2
[
(
)
(
)
(
2 )]
Kp d e kT
d e kT
T
d e kT
T
=
+
−
+
−
[ (
) 2 (
)
(
2 )]}
d
T
e kT - e kT - T + e kT - T
T
+
(1)
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