电流伺服系统变论域模糊PID控制策略研究与应用

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电液伺服系统凭借控制精度高、响应速度快、执行刚度大等独特优势,在军事、民用等各个领域获得了极为广泛的应用。但是,电液伺服系统具有模型难以精确建立、负载时变、系统非线性等特征,使得常规的PID控制方法难以取得令人满意的控制效果。研究适用于电液伺服系统的新型智能控制算法具有很高的理论研究和工程应用价值。  为了改善电液伺服系统的动静态性能,本文研究改进模糊PID控制策略,并将其应用于工程实际。首先研究了PID与模糊控制的基本原理及各自的局限性,分析了传统模糊PID控制中存在的不足。针对电液伺服系统的特点,在PD型变论域模糊控制的基础上,通过并联加入一个由模糊推理调节的智能积分控制器,提出了一种改进型的变论域模糊PID控制策略。文中对所提出的策略进行了详细的设计,并通过三种典型系统的模型进行了可行性仿真验证。最后,将变论域模糊PID控制策略应用到锚链拉力试验机的电液伺服系统中,结合不同工况下系统参数的时变特性,进行了控制系统的模拟仿真实验和样机实时控制实验。  实验结果表明,本文提出的变论域模糊PID控制策略不依赖被控对象的精确数学模型,且具备理想的控制精度和良好的鲁棒性能。相比于普通的PID控制方法,它对于非线性时变的电液伺服系统具备更为优秀的控制品质,具有较高的工程应用价值。
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