CN105172194A - 模糊pid速度控制的液压机电气系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模糊PID速度控制的液压机电气系统，涉及液压机技术领域，包括：位移传感器，用于采集滑块位置数据；变量输出元件，用于提供给油缸可调可控的油液使滑块运动；可编程逻辑控制器，用于读取滑块位置数据并计算滑块实时速度、控制输出变量输出元件开口流量值。其中：可编程控制器的输入端口和位移传感器电连接，可编程控制器的输出端口与变量输出元件输入端口电连接。在本发明的技术方案中，可编程逻辑控制器通过模糊PID控制算法输出实时变化的变量输出元件流量值从而达到液压机中恒速或变速控制的目的。

Description

模糊PID速度控制的液压机电气系统

技术领域

本发明涉及压机技术领域，特别是涉及需要速度闭环控制的液压机领域，具体为一种模糊PID速度控制的液压机电气系统。

背景技术

随着液压机技术的飞速发展，其生产有着广泛的应用和市场前景，传统的液压机智能化控制性不高，随着数字化技术的发展和自动化技术的广泛应用，液压机的控制精度要求以越来越高，自动控制领域的许多精确有效的控制算法也更广泛的应用到该领域，为更好的技术需求，创新设计一套基于模糊PID的控制器速度控制的液压机显得尤为重要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种模糊PID速度控制的液压机电气系统。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

一种模糊PID速度控制的液压机电气系统，包括：

位移传感器，用于采集滑块位置数据；

变量输出元件，用于提供给油缸可调可控的油液使滑块运动；

可编程逻辑控制器，用于读取滑块位置数据并计算滑块实时速度、控制输出变量输出元件开口流量值；

其中：可编程逻辑控制器的输入端口和位移传感器的输出端口电连接，可编程逻辑控制器的输出端口与变量输出元件输入端口电连接。

进一步，所述可编程逻辑控制器的具体工作过程为：

步骤一、用户根据工艺要求输入目标速度v1，可编程逻辑控制器给变量输出元件一个初始输出值，读取位置传感器数据后计算实时速度v2，并计算速度偏差e和速度偏差的微分即速度偏差率ec，其中e＝v1-v2，ec＝de/dt；

步骤二、可编程逻辑控制器根据模糊控制规则得出实时P、I、D数值，其模糊控制规则为if{e＝Aiandec＝Bi}then{Pi＝Xi,Ii＝YiandDi＝Zi},i＝1,2……，其中Ai，Bi，Xi，Yi，Zi为相应论域上的语言值，语言变量为：负大(NB)、负中(NM)、负小(NS)，零(ZO)、正小(PS)、正中(PM)、正大(PB)；

步骤三、可编程逻辑控制器通过PID控制器计算后给变量输出元件以输出值。

更进一步，所述变量输出元件为比例泵或比例伺服阀中的一种。

更进一步，所述的模糊控制规则为模糊P控制，模糊PI控制或模糊PID控制中的一种。

本发明具有的优点和积极效果是：一、本发明通过使用比例泵或比例伺服阀控制的方法，提高了工艺速度的精度；二、模糊控制器的使用，克服了单一P值过小而产生的系统在上升到目标速度过慢、单一I值引起系统振荡和单一D值的稳态误差过大等缺点，从而提高系统的快速性、稳定性和准确性。

附图说明

图1是模糊PID控制器结构图。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，进行详细说明如下：

请参阅图1：一种模糊PID速度控制的液压机电气系统，包括：

位移传感器，用于采集滑块位置数据；

变量输出元件，选用比例泵，用于提供给油缸可调可控的油液使滑块运动；

可编程逻辑控制器，用于读取滑块位置数据并计算滑块实时速度、控制输出变量输出元件开口流量值。

请参阅图1，可编程逻辑控制器的工作过程为，包括如下步骤：

步骤一、用户根据工艺要求输入r(t)目标速度v1，可编程逻辑控制器给变量输出元件一个初始输出值，读取位置传感器数据后计算实时c(t)速度v2，并计算速度偏差e和速度偏差的微分即速度偏差率ec，其中e＝v1-v2，ec＝de/dt；

步骤二、实例应用PI控制器，可编程逻辑控制器根据模糊控制规则得出实时比例P系数为Kp和积分I系数Ti的数值，其模糊控制规则为if{e＝Aiandec＝Bi}then{Pi＝XiandIi＝Yi},i＝1,2……，其中Ai，Bi，Xi，Yi为相应论域上的语言值，语言变量为：负大(NB)、负中(NM)、负小(NS)，零(ZO)、正小(PS)、正中(PM)、正大(PB)；

步骤三、可编程逻辑控制器通过PI控制器计算后给变量输出元件以输出值。

表1为Kp和Ti的模糊规则

进一步，所述模糊PID控制的液压机电气系统中的模糊PI控制方案已在某万吨液压机上成功应用，在速度0.1～0.95mm/s范围内恒速或变速可调可控。

所述变量输出元件为比例泵或比例伺服阀中的一种。

所述的模糊控制规则为模糊P控制，模糊PI控制或模糊PID控制中的一种。

以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (4)

1.模糊PID速度控制的液压机电气系统，其特征在于：包括：

位移传感器，用于采集滑块位置数据；

变量输出元件，用于提供给油缸可调可控的油液使滑块运动；

可编程逻辑控制器，用于读取滑块位置数据并计算滑块实时速度、控制输出变量输出元件开口流量值；

其中：可编程逻辑控制器的输入端口和位移传感器的输出端口电连接，可编程逻辑控制器的输出端口与变量输出元件输入端口电连接。

2.权利要求1所述的模糊PID速度控制的液压机电气系统，其特征在于，所述可编程逻辑控制器的具体工作过程为：

步骤一、用户根据工艺要求输入目标速度v1，可编程逻辑控制器给变量输出元件一个初始输出值，读取位置传感器数据后计算实时速度v2，并计算速度偏差e和速度偏差的微分即速度偏差率ec，其中e＝v1-v2，ec＝de/dt；

步骤二、可编程逻辑控制器根据模糊控制规则得出实时P、I、D数值，其模糊控制规则为if{e＝Aiandec＝Bi}then{Pi＝Xi,Ii＝YiandDi＝Zi},i＝1,2……，其中Ai，Bi，Xi，Yi，Zi为相应论域上的语言值，语言变量为：负大(NB)、负中(NM)、负小(NS)，零(ZO)、正小(PS)、正中(PM)、正大(PB)；

步骤三、可编程逻辑控制器通过PID控制器计算后给变量输出元件以输出值。

3.权利要求2所述的模糊PID速度控制的液压机电气系统，其特征在于，所述变量输出元件为比例泵或比例伺服阀中的一种。

4.权利要求3所述的模糊PID速度控制的液压机电气系统，其特征在于，所述的模糊控制规则为模糊P控制，模糊PI控制或模糊PID控制中的一种。