对于simulink的液压位置伺服系统仿真

《对于simulink的液压位置伺服系统仿真》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、学兔兔www.xuetutu.com第2期(总第189期)机械工程与自动化No．22015年O4月MECHANICALENGINEERING&AUT0MAT10NApr．文章编号：1672—6413(2015)02—0059—03●基于AMESim／Simulink的液压位置伺服系统仿真麦云飞，程奇(上海理工大学机械工程学院，上海200093)摘要：针对液压位置伺服系统的不确定性、非线性和常规PID控制器的缺点，设计了单神经元自适应PID控制器，该方法可以显著减小液压位置伺服系统中由于元件参数变化等引起的超调和振荡。利用AMESim与

2、MATLAB软件各自的优势，分别进行了液压伺服系统建模和控制器设计。联合仿真结果表明，单神经元自适应PID控制器比常规PID控制器使系统具有更好的鲁棒性，同时使系统具有良好的环境适应性和较好的物理性能。关键词：位置伺服；单神经元自适应PID；AMESim；Simulink；仿真中图分类号：TP271．31：TP391．9文献标识码：A0引言量X、X。和X。，所以增量式PID可以写成：某HPS疲劳试验台的驱动供油单元主要由一个△“(志)一w1(志)X1(忌)+W2(惫)X2(志)+W3()X3(是)．3伺服直线缸提供动力，该液压伺服系统

3、主要包含有提()=u(k一1)+ZXu(k)一u(k一1)+K∑()xl()．供动力的电机和液压泵、保证系统压力的溢流阀、保证￡=1其中：u(k一1)为上时刻神经元输出量；,flu(足)为输出控制系统具有快速性和稳定性的高精度电液伺服阀、量增量；K为神经元比例系数，K>0；W(忌)为X(忌)提高液压系统动态稳定性的高低压蓄能器，以及滤油的加权系数；w(愚)为W(忌)的加权平均值_4]，(志)一器、压力表和冷却装置等。在液压伺服系统中，位置控W(志)制系统是最常见的，由于液压位置控制系统具有高响—i_——————一o应、高精度、高可靠性

4、等优点，因此在航空、军事、工业∑I(走)I等各方面都得到广泛的应用。但由于液压伺服系统是非线性系统，而且工作环境和液压元件的性能都随时间发生变化，从而导致系统的参数发生改变。这些非线性和不确定性使系统的动态特性变得十分复杂，因此很难建立起精确的数学模型【_】]。为使液压伺服系统在实际应用中达到更好的控制性能，所以越来越多的智能控制技术在电液伺服控制领域得到了广泛的应用-2]。其中单神经元自适应PID控制方法不仅具有自学习和自适应能力强的特点，而且结构简单，能适应环境变化，有较强的鲁棒性，已经成功地应用于其他工业场合解决了相似的控制问题

5、L3]。本文采用单神经元图1单神经兀自适应PID控制器结构框图自适应PID控制算法，并与常规PID控制算法相对对于单神经元自适应PID学习算有：比，利用AMESim和Simulink的联合仿真对该疲劳w1(+1)一Wl(志)+枷(k)u(k)X1(是)．试验台的液压位置伺服系统进行仿真分析。Vz(+1)=W2(忌)rBz()(忌)X2(志)．1单神经元自适应PID控制器及其算法V3(忌+1)=Wa(愚)+D()“(忌)X3(是)．单神经元自适应PID控制器结构框图如图l所其中：、叩和叼。分别为比例、积分和微分的学习速示。率。对积分P、

6、比例I和微分D分别采用了不同的学图1中，z(k)为性能指标，转换器的输入为r(志)习速率，以便对不同的权系数分别进行调整。K值的和(是)，其中r(志)为系统的输入量，(忌)为系统的输选择非常重要，它对系统的快速跟踪和抗干扰能力有出量。转换器的输出为神经元学习控制所需要的状态较大的影响[5]。K越大，则快速性越好，但超调量大，收稿日期：2014—05—30；修订日期：2014—12—30作者简介：麦云飞(1962一)，男，上海人，副教授，工学硕士，主要从事机电一体化设备及计算机测控系统和液压伺服控制系统的研发。学兔兔www.xuetut

7、u.com·60·机械工程与自动化2015年第2期甚至可能使系统不稳定；当被控对象时延增大时，K在图3、图4中选取单位阶跃信号作为系统的设值必须减少，以保证系统稳定；K值选择过小，会使系定输入，阶跃信号的阶跃时间设定为1S。AMESim统的快速性变差Ⅲ6]。的采样时间设定为0．01S。单神经元自适应PID控2系统建模及联合仿真结果分析制器中比例、积分和微分的学习速率分别设置为6、本文利用AMESim对Simulink的接口技术，把0．3和0．8。常规PID控制的比例、积分和微分系数两个优秀的专业仿真工具联合起来使用，能既发挥分别设置为

8、45、3O和0．5。该系统分别经过单神经元AMESim突出的复杂系统的建模能力，又能借助自适应PID控制和常规PID控制之后，系统的阶跃响MATLAB／Simulink强大的数值处理能力，从而取得应曲线分别如图5和图6所