卧式伺服缸新型结构控制系统的IMC-PID控制器设计
2018-09-21马丽楠黄庆学马强俊张文泽马立峰韩贺永
马丽楠,黄庆学,2,马强俊,张文泽,马立峰,韩贺永
(1.太原科技大学 重型机械装备协同创新中心,太原 030024;2.太原理工大学 机械工程学院,太原 030024)
由于在冶金等特殊生产线上,重载伺服缸需卧式铰接安装,旋转一定的角度输出曲线力,但由于缸筒自身重量的影响,会损坏密封结构,发生泄漏等现象,导致伺服缸输出力不足,不仅严重影响到伺服缸的使用寿命,更严重影响配套设备的生产效率[1-3],因此,在卧式伺服液压缸端底设计了一个支撑小缸的新型结构以及配套的压力-位置双闭环独立PID控制系统。本文主要研究双闭环独立PID控制器参数整定多且复杂的问题,该控制系统需要同时整定6个参数,整定困难,易产生误差,难以实现符合工况所需的精确稳定控制。
针对PID参数整定困难问题,国内外学者取得了很多显著成就。SAMAKWONG et al[4]利用遗传算法对PID控制器的参数进行优化,来提高伺服系统的控制性能,其仿真实验证明了基于遗传算法的PID控制器具有良好的控制性能,能够提高控制系统的动态性能。SUNGTHONGA et al[5]针对热风机的温度控制,提出粒子群PID控制器设计,通过粒子群优化算法来优化PID参数,得到系统的最优性能,其仿真结果表明,经PSO优化的PID控制器相较于遗传算法、Z-N算法等有着较好的效果。TOMERA et al[6]通过将蚁群算法应用于船舶转向控制系统,对PID参数进行优化调整,其结果分析可以得到:该方法的控制效果良好,优于经典PID法、遗传算法等。
刘胜等[7]针对传统PID控制器参数整定过程繁琐问题,提出一种采用搜索者优先算法的PID自整定方法,通过将改进的PID自整定算法应用于直流调速系统,得出该优化算法的控制效果更好,适用性更强。……
