全自动液压伺服压力机控制系统的研制(2)

全自动液压伺服压力机控制系统的研制

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出了较高的要求。另外,大多数砂轮的加工都要进行多次加料,每次加料的多少都是通过加料伺服油缸的位置进行控制的,为提高砂轮的加工效率,要求加料伺服油缸在每次切换位置时,要在尽量短的时间内达到稳定状态。压机对加料伺服系统的要求是,具有较快动态响应的同时,要具有较高的稳态精度。3　液压伺服系统控制原理

液压伺服系统具有响应速度快、负载刚度高等许多显著的优点,但也有许多不利于控制的因素,如油液的可压缩性、

控制阀流量的非线性以及由于泄漏和磁滞所产生的死区等,难度。[1为了解决外负载扰动对系统的干扰,文献[2]采用一种模型跟踪自适应的控制方法,试图解决当系统受到外负载干扰时,液压伺服系统的控制问题。然而,模型跟踪自适应控制的自适应机构较复杂,计算工作量大,对于快速响应的液压伺服系统来说难以达到良好的实时性。对电液伺服系统而言,滑模控制[3]是一种较有效的控制方法,但是,滑模控制的不足在于高频颤振信号对系统稳定性产生的影响。虽然有多种措施[4-5]可以缓减颤振,但是这些措施都不能保证系统收敛于滑模状态,并使得颤振的减小与系统的鲁棒性产生矛盾。模糊控制[6-7]是近几十年来发展起来的一种新型的智能控制方法,在数学模型不确定甚至模型未知的系统控制方面显示了其独特的优越性。为使液压伺服系统既具有较快的动态响应又具有较高的稳态精度,常把PI控制策略引入到Fuzzy控制器中,构成Fuzzy-PI(或PID)复合控制。目前常用的有混合型模糊PID控制器[8]和开关切换Fuzzy-PID控制器[8]。混合型模糊PID控制器是把模糊控制与积分控制同时作用于被控对象,使得两种控制相互影响,不利于充分发挥这两种控制各自的特点。开关切换Fuzzy-PID控制器虽然避开了前一种控制的缺点,但是当系统由Fuzzy控制向PID控制切换时相当于给系统一种干扰,影响了系统的调节过程。为使砂轮压机的加料液压伺服系统既具有较快的动态响应又具有较高的稳态精度,本文采用一种模糊控制与局部积分控制相结合的控制方式。当系统的偏差较大时,采用模糊控制,对系统的偏差进行快速调节以加快系统的响应过程;当系统的偏差小于某一值时,在模糊控制的基础上加入积分控制以保证系统的精度。控制原理如图3所示。

图3中的控制器主要由Fuzzy控制器、PI控制器和积分判断机构三个部分组成,当系统的偏差|e|>e0时,主要由Fuzzy控制器对系统的偏差进行调节,

《机床与液压》20041No12

使系统具有较快的动态响应。当系统的偏差|e|≤e0时,加入积分控制以保证系统的精度。其中e0的选取十分关键,若e0过大,PI控制器过早的加入将影响Fuzzy的控制效果;若e0过小,将难以达到理想的稳态精度。