石　柱， 郭阳宽， 祝连庆， 刘　超

(北京信息科技大学 光电测试技术北京市重点实验室 生物医学检测技术及仪器北京实验室， 北京 100192)



灰色预测PID控制的气缸运动系统设计*

石柱， 郭阳宽， 祝连庆， 刘超

(北京信息科技大学 光电测试技术北京市重点实验室 生物医学检测技术及仪器北京实验室， 北京 100192)

为了提高气缸运行的平稳性，提出了一种基于灰色预测PID控制方法。给出了灰色预测PID控制结构，设计了灰色预测PID控制器，并在灰色预测理论所形成新误差序列的基础上，导出了校正PID参数表达式；接着，对输出预测进行滤波处理，以消除预测值偏高的不足；然后，搭建了气缸运动控制实验系统并进行了测试实验。结果表明：相对于常规PID控制，灰色预测PID控制的气缸运行过程中速度超调量由22.1 %降至7.8 %；速度波动范围由±6.2 %降至±2.1 %。采用灰色预测PID控制的气缸运行过程中速度超调和振荡问题有了明显改善，满足了大多数场合的应用要求。

灰色预测； 气缸； 电磁阀； 速度控制

0　引　言

高精度的气缸运动控制系统因其结构简单，造价低廉，快速无污染，工作介质具有防燃、防爆、防电磁干扰等优点受到工业界的青睐。随着现代工业对驱动越来越多地提出较高控制精度的要求，气动系统的伺服技术得到快速发展，极大地改变了相关领域的面貌[1]。

近年来，在气缸运动控制方面，有很多相关研究[2～5]。文献[2]建立了一个基于高速电磁开关阀的直线气缸速度控制系统的非线性模型，针对进、排气回路提出了一种差时脉宽调制(DT—PWM)流量控制方案，并进行了仿真；……