基于位置控制系统模糊自整定控制的Matlab仿真研究

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1、&机床与液压’&44/5"<5/),33)基于位置控制系统模糊自整定控制的.EGQED仿真研究宋晓东#王小椿!西安交通大学#西安,%44#("摘要!为了提高数控机床位置控制系统的控制性能-以模糊控制理论为基础-运用.EGQED构建了位置控制系统的模糊自整定控制器/仿真显示-自整定控制器比未经整定的控制器的控制性能更优/关键词!模糊自整定控制.2LJ控制.前馈控制.仿真中图分类号!*2&,-5&66文献标识码!I66文章编号!%44%$-77%"&44/#/$%(($-6JEMJQ+FSCMJEF=>;H?HJ@DL=>NCKKV+HMI$EC>F>G#=>E@=MI=@A=?

2、FEF=>#=>E@=M+V?EHSMb"[WCE@-VI"[WCE<:1R>!WC,E>aCE@U>C_ABFCG;-WC,E>,%44#(-!1C>E"&Q?E@JDE&L>GB:AC>]:<>GBAG<C>@:<>GB:<>GBAY8CG1.EGQED<>G1ADEFCF<^G1A^R00;:<>GBF

3、1<8FG1EGG1A^R00;FAQ^$GR>C>@:<>GBGB:AG1E>G1A:<>GBC>@:<>GBC>@:<>GBGBGB67引言数进行在线修改以满足不同O和O1时对控制器参数目前国产数控机床大部分已采用数字2LJl前馈的不同要求-从而使被控对象具有良好的动(静态性2&3控制的位置控制系统-该系统具有响应时间短(可靠能/性高

4、等特点/然而在实际生产过程中-受外界环境及上述模糊控制器实际为-个并列的双输入单输出自身性能的影响-现场工作条件往往会发生不同程度系统-输入模糊量为误差O和误差变化O1-输出分的改变-这种情况下-由于不能确定2LJ控制器参数别为%J(%$(%=/在此将输入变量模糊状态设为,和前馈系数的调整范围-控制效果较难达到最好/基个-分别为负大!)8"(负中!)V"(负小!)6"(于近年来发展迅速的模糊控制-本文利用.EGQED环零!NO"(正小!H6"(正中!HV"(正大!H8"-境下MC=RQC>S和模糊逻辑工具箱TLM建立起位置控制模糊论域为D$/-l/E共%-个整数量化级别-语系

5、统仿真模型-针对2LJ参数和前馈系数进行了模糊言变量的隶属函数选用三角函数/输出量设为#个模自整定控制的研究/糊状态-分别为零!NO"(正小!H6"(正中87模糊自整定控制!HV"(正大!H8"-模糊论域为D4-l/E共,个模糊自整定控制是模糊控制的一种/它运用模糊整数量化级别/根据H参数控制规律的实际经验-数学的基本理论和方法-把规则的条件(操作用模糊%J的模糊控制规则如表%所示/集表示-并把这些模糊控制规则及有关信息作为知识表%6%J模糊控制规则表存入计算机知识库中-然后计算根据控制系统的实际O1O响应情况!即专家系统的输入条件"-运用模糊推)8)V)6NOH6HVH8理

6、-自动实现对参数的最佳调整2%3/)8H8H8H8HVHVH6H6)VH8H8HVHVH6H6NO%5%62LJ参数模糊自整定控制)6HVHVH6H6H6NONO以误差O和误差变化O1作为输入变量-利用模NOHVH6H6H8H6H6HV糊控制规则在线对2LJ参数进行修改-便构成了2LJH6NONOH6H6H6HVHV参数模糊自整定控制器-其控制系统结构如图%所HVNOH6H6HVHVH8H8示/这种技术的设计思想是先找出2LJ三个参数与误H8H6H6HVHVH8H8H8差O和误差变化O1之间的模糊关系-在运行中通过%5&6前馈系数模糊自整定控制不断检测O和O1-再根据模糊控制

7、原理来对-个参前馈控制算法是近年来机床数控系统普遍采用的一种提高位置控制系统控制性能的一种算法/这种算法构造简单-能够有效地缩小阶跃信号上升时间-消除斜坡信号的稳态误差以及正弦信号的相位滞后-提高系统的控制精度/根据文献2-3-将误差O和前图%62LJ参数模糊自整定控制系统结构后两次采样周期指令位置之差OH作为模糊控制器的)1--)&机床与液压’&44/5"<5/两个输入-通过模糊控制规则对前馈系数%#进行在建立系统仿真模型时为了简化-仅实现了比例l线修改-构成前馈系数模糊自整定控制器/根据不同前馈控制