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摘 要:针对沥青混凝土摊铺机的恒速行驶,很多企业都进行深入的研究分析。采用模糊PID控制和Simulink软件仿真对其研究分析,因为模糊PID控制是不依赖被控对象的,这样仿真出来的结果更加可靠。
关键词:模糊PID控制 Simulink仿真 研究
中图分类号:TP391.9 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2013)003-044-02
1 建立仿真模型(如图1)
图1 子系统的行驶驱动系统仿真模型
要创建一个完整的用电液系统来控制的仿真图样那就要求我们必须有模糊控制器和行驶驱动系统的仿真图样,如图2。图2中仅仅把阶跃信号的状况表现出来了,然而在研究斜坡信号是,我们就必须用Ramp和Saturation这两个模块来合成。在该仿真图样中,我们还用到了许多其他的的模块。例如Gain、Mux、Scope等模块,它们对于我们的分析研究起到了很大的作用。
图2 行驶电液控制系统仿真模型
各仿真参数是依据有关设计资料和一些科技文献来确定的,其仿真参数如下:
当我们把仿真图样建立好后,然后改变每个控制参数,最后按下执行按键start,便会得到与之对应的结果。
对于该工况,我们可以进行以下几种模拟仿真:
(1)阶跃信号是突加速度类型的。我们在Simulink中输入相应的速度阶跃信号,便会仿真出相应的加速或减速。根据输出的阶跃信号的图样我们边可以推断出最终的速度,在该仿真中当阶跃信号的速度达到15m/min,那么马达转速就会到达88rad/s。
(2)突加峰值为6m/min和斜坡信号,其中该信号的斜率为10。
(3)在该仿真中我们只需要PID(PD)调节,别的模块就可以去掉,然后重复上面的两种情况。
2 仿真结果分析
根据仿真出来的图像,可以判定该系统的动态性能是稳定的。
从图4可以看出,当使用的调节是模糊自整定PID时,马达输出角速度在阶跃信号的影响下的最大值是在0.6,需要的时间1.4s,可以判定其有较小的超调量。
当没有加校正环节前,从图5的阶跃和斜坡信号都可以看出马达输出的角速度。然而可以很清楚的从图4看到,马达的输出角速度和模糊自整定PID调节之间有很密切的联系。其结果是大幅度的提高了动态性能。不仅如此,整个系统也加快了本身的的改变速度,结果证明了我们的控制的合理性。
从图3和图4中可以推出,要想达到无静差的要求就必须使用PID调节。但是与模糊自整定PID调节对比,其本身就有许多缺点。因为模糊自整定PID不仅能使系统响应的时间缩短还对控制性能的提高有很大提升,这些优点都传统PID调节所不具备的。
关键词:模糊PID控制 Simulink仿真 研究
中图分类号:TP391.9 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2013)003-044-02
1 建立仿真模型(如图1)
图1 子系统的行驶驱动系统仿真模型
要创建一个完整的用电液系统来控制的仿真图样那就要求我们必须有模糊控制器和行驶驱动系统的仿真图样,如图2。图2中仅仅把阶跃信号的状况表现出来了,然而在研究斜坡信号是,我们就必须用Ramp和Saturation这两个模块来合成。在该仿真图样中,我们还用到了许多其他的的模块。例如Gain、Mux、Scope等模块,它们对于我们的分析研究起到了很大的作用。
图2 行驶电液控制系统仿真模型
各仿真参数是依据有关设计资料和一些科技文献来确定的,其仿真参数如下:
当我们把仿真图样建立好后,然后改变每个控制参数,最后按下执行按键start,便会得到与之对应的结果。
对于该工况,我们可以进行以下几种模拟仿真:
(1)阶跃信号是突加速度类型的。我们在Simulink中输入相应的速度阶跃信号,便会仿真出相应的加速或减速。根据输出的阶跃信号的图样我们边可以推断出最终的速度,在该仿真中当阶跃信号的速度达到15m/min,那么马达转速就会到达88rad/s。
(2)突加峰值为6m/min和斜坡信号,其中该信号的斜率为10。
(3)在该仿真中我们只需要PID(PD)调节,别的模块就可以去掉,然后重复上面的两种情况。
2 仿真结果分析
根据仿真出来的图像,可以判定该系统的动态性能是稳定的。
从图4可以看出,当使用的调节是模糊自整定PID时,马达输出角速度在阶跃信号的影响下的最大值是在0.6,需要的时间1.4s,可以判定其有较小的超调量。
当没有加校正环节前,从图5的阶跃和斜坡信号都可以看出马达输出的角速度。然而可以很清楚的从图4看到,马达的输出角速度和模糊自整定PID调节之间有很密切的联系。其结果是大幅度的提高了动态性能。不仅如此,整个系统也加快了本身的的改变速度,结果证明了我们的控制的合理性。
从图3和图4中可以推出,要想达到无静差的要求就必须使用PID调节。但是与模糊自整定PID调节对比,其本身就有许多缺点。因为模糊自整定PID不仅能使系统响应的时间缩短还对控制性能的提高有很大提升,这些优点都传统PID调节所不具备的。