1、內(nèi)容簡(jiǎn)介

略
450-可以交流、咨詢、答疑

2、內(nèi)容說明

舵機(jī)是輪船，客機(jī)等機(jī)器控制系統(tǒng)的重要組成部分，是客機(jī)，戰(zhàn)斗機(jī)等飛行器操作系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，也是一種超高的精度的位置伺服系統(tǒng)，但是其存在很多的非線性因素，這些不確定性能直接影響飛機(jī)的控制精度和安全，決定了飛行器的整體機(jī)動(dòng)性。

本研究是以液壓舵機(jī)為對(duì)象，對(duì)液壓舵機(jī)的伺服系統(tǒng)的構(gòu)造、原理以及其控制策略進(jìn)行了探討，建立了液壓舵機(jī)伺服系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，介紹了PID控制器設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和基本原理，采用臨界比例度方法進(jìn)行了PID參數(shù)整定，通過分析其動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)，提出了模糊PID控制系統(tǒng)，分析了控制器的結(jié)構(gòu)、原理和設(shè)計(jì)方法，建立該系統(tǒng)模糊化處理、分析、決策，通過MATLAB/Simulink仿真將其與常規(guī)PID控制系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比，仿真結(jié)果表明模糊PID控制器具有超調(diào)量較小、調(diào)節(jié)時(shí)間更短等性能特性，驗(yàn)證了模糊PID控制技術(shù)在液壓舵機(jī)伺服系統(tǒng)中應(yīng)用的正確性和可能性，具有一定的借鑒價(jià)值。

關(guān)鍵詞?：液壓舵機(jī)伺服系統(tǒng)；PID設(shè)計(jì)；模糊控制；參數(shù)控制；仿真

實(shí)際上，液壓伺服系統(tǒng)在機(jī)器人、航空航天飛行控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)、重型機(jī)械、飛機(jī)、汽車工業(yè)和各種自動(dòng)化制造系統(tǒng)等多個(gè)工業(yè)應(yīng)用中非常流行。這主要是因?yàn)樗鼈兡軌虍a(chǎn)生高功率、準(zhǔn)確和快速的響應(yīng)。然而，由于摩擦作用于執(zhí)行機(jī)構(gòu)、閥門運(yùn)動(dòng)部件以及控制閥內(nèi)的壓力-流量特性，這類系統(tǒng)具有很高的非線性特性，使得精確輸出跟蹤的控制設(shè)計(jì)變得非常具有挑戰(zhàn)性。由于其簡(jiǎn)單性，線性控制器大部分使用于液壓伺服系統(tǒng)中，雖然控制器有非線性行為，比如PID控制器，它的輸入和輸出的線性化控制器。但是，正是這些控制器的簡(jiǎn)單性，使液壓伺服系統(tǒng)的性能得到很大的減低，其魯棒性也是一樣。

在一些設(shè)計(jì)和應(yīng)用中，模糊技術(shù)被用來控制電液位置伺服。這些事件表明，這種控制方式即使在設(shè)備受到外部干擾的情況下也能有良好的跟蹤性能。研究者將模糊邏輯控制與滑模控制相結(jié)合，設(shè)計(jì)了一種對(duì)外部負(fù)載擾動(dòng)具有魯棒性的電液速度控制器。針對(duì)液壓伺服系統(tǒng)的不確定性因素，研究者通過變結(jié)構(gòu)控制器來對(duì)其進(jìn)行一定的控制。其中滑模變結(jié)構(gòu)控制就可以起到很好減少液壓伺服系統(tǒng)中的干擾。一些研究作者使用滑模控制器來控制跟蹤位置，以便在不確定性的情況下獲得可接受的性能。另外，使用滑動(dòng)模式控制，以調(diào)節(jié)液壓執(zhí)行器的壓差；但由此產(chǎn)生的控制信號(hào)由于存在開關(guān)功能而導(dǎo)致高顫振現(xiàn)象。為了減少顫振現(xiàn)象的影響，使用了一種基于可變滑動(dòng)面的控制器。研究人員采用另一種控制方式來減少顫振現(xiàn)象，即自適應(yīng)控制。一些研究人員將自適應(yīng)控制用于滑動(dòng)面的表達(dá)，以提高對(duì)不匹配不確定性的魯棒性。另外，為了控制單桿液壓執(zhí)行器，采用了自適應(yīng)滑模控制器。根據(jù)文獻(xiàn)調(diào)查，一種成功的方法是使用進(jìn)化算法（EA）技術(shù)來調(diào)整PID控制器參數(shù)。其他成功的方法是使用人工智能在線調(diào)整PID增益[7]。鑒于此，使用模糊PID控制器來控制液壓舵機(jī)伺服系統(tǒng)。這項(xiàng)工作的不同之處在于，在配置模糊系統(tǒng)的參數(shù)之前，執(zhí)行差分進(jìn)化算法以找到PID控制器的最佳增益[8]。然后，在此之后，基于差分進(jìn)化算法找到的這些參數(shù)來配置模糊系統(tǒng)。這些系統(tǒng)具有行程范圍窄、開環(huán)不穩(wěn)定性、高度非線性動(dòng)力學(xué)等特點(diǎn)，其中一些動(dòng)態(tài)參數(shù)不確定，因此，魯棒控制器的設(shè)計(jì)問題至關(guān)重要[8]。已經(jīng)計(jì)劃了幾種控制技術(shù)用于控制過去的液壓系統(tǒng)。經(jīng)典的比例、積分和微分（PID）控制器可以用于位置控制，但這種方法可能無法實(shí)現(xiàn)，由于存在該范圍內(nèi)固有的非線性動(dòng)力學(xué)，因此最佳性能要求系統(tǒng)的事實(shí)上，經(jīng)典的PID方案需要圍繞一個(gè)操作點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)進(jìn)行線性化[9]，并且需要系統(tǒng)參數(shù)的精確知識(shí)。滑動(dòng)模式控制可能導(dǎo)致相當(dāng)大的控制力和顫振控制響應(yīng)，然而自適應(yīng)控制的瞬態(tài)性能不理想[10]。在另一項(xiàng)研究中，提出了一種反饋線性化控制器，但該控制器對(duì)參數(shù)失配很敏感[11]。作為一個(gè)結(jié)果是，應(yīng)注意克服這些問題[12]。但是，為了實(shí)現(xiàn)先進(jìn)控制的概念，對(duì)狀態(tài)變量的認(rèn)識(shí)一般不可用；這可以是通過觀察獲得的[13]。為了解決最后一個(gè)眾所周知的問題，非線性魯棒跟蹤控制器是參數(shù)失配、外部干擾和傳感器噪聲的顯著變化指數(shù)收斂。利用非線性觀測(cè)器建立了CDM反步法，以控制相關(guān)系統(tǒng)液壓舵機(jī)伺服的位置。這種控制方法是一種嚴(yán)格的非線性反饋控制程序設(shè)計(jì)方法[14]。這是一種遞歸技術(shù)基于李亞普諾夫穩(wěn)定性方法，該方法由迭代步驟組成。它包括通過描述誤差變量和相應(yīng)的各子系統(tǒng)的穩(wěn)定功能，實(shí)現(xiàn)控制規(guī)律。該方法還允許在控制律中加入額外的非線性以消除不愉快的非線性。大多數(shù)控制算法需要通過數(shù)字設(shè)備來實(shí)現(xiàn)[15]。

精密位置測(cè)量是液壓舵機(jī)伺服控制技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，位置傳感和控制是PID控制技術(shù)里面的一種常用方法。液壓舵機(jī)伺服系統(tǒng)是用于演示不穩(wěn)定系統(tǒng)的反饋控制研究和教育的目的[16]。Zadeh教授介紹有模糊邏輯的概念控制方法，已經(jīng)開辟了一條新的大道。模糊邏輯不需要工廠模型用于設(shè)計(jì)過程[30]。它使用人類邏輯來解釋基于當(dāng)前輸入組合的輸出。這些意志產(chǎn)生已知的輸出-輸入關(guān)系序列作為模糊規(guī)則[31-37]。可以預(yù)期更好的控制分辨率更模糊的規(guī)則。使用模糊邏輯的控制技術(shù)可以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)并防止復(fù)雜的需求數(shù)學(xué)方程。即使它很簡(jiǎn)單，模糊邏輯控制器甚至可以提供非線性的更好性能系統(tǒng)[40]。

3、仿真分析

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4、參考論文

略
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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的基于模糊PID的液压舵机伺服系统的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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