张韶宇，杨山坡，史文祥，娄燕鹏，李 欢

1中国船舶重工集团公司第七二五研究所 河南洛阳 471023

2成都西部泰力智能设备股份有限公司 四川成都 610031

在 工业生产中，升降机常用于人或物的垂直运输。某电厂需要一台升降机，将生产所需的原料组件从厂房操作平台送至下方水池底部附近 (行程8 m)，然后由原料组件抓取机进行水下操作。在运输过程中，原料组件对速度和振动均有严格的要求，因而升降小车的速度控制要平稳。该升降机的工作原理与提升机类似，由钢丝绳牵引小车沿轨道移动。如果采用传统的 PID 控制升降小车，会出现因小车速度的时变、非线性、纯滞后等问题而引起振动[1-2]，损伤原料组件，并加速升降机机械部件的老化。

为了精准控制升降速度，降低小车的振动，笔者采用粒子群优化算法 (Particle Swarm Optimization，PSO) 对模糊 PID 控制器中的量化因子和比例因子等参数进行优化[3]，实现自动调整和完善运行速度的目标，并进行了现场验证。

1 设备方案

该升降机由机械和电气两部分组成，如图 1 所示。机械部分主要由减速器、卷筒、轨道和升降小车等组成。电气部分主要由触摸屏、S7-1500 PLC、控制按钮、变频器、编码器和称重传感器等组成。

图1 原料组件升降机系统组成Fig.1 Constitution of raw material and component elevator system

在触摸屏中设定小车的升降速度，PLC 的模糊PID 控制器输出指令传到变频器，由变频器控制减速器带动卷筒转动，由钢丝绳牵引小车沿轨道上下移动。编码器与 PLC 相连，可检测减速器的转速，通过机械传动比可计算得到小车的移动速度，当前速度与设定速度的差值和变化率被传送到模糊 PID 控制器，模糊 PID 的输出再通过变频器、减速器、卷筒等控制小车的速度，从而实现小车速度的闭环控制。……