矫直机电液伺服系统的PSO二自由度内模同步控制.pdf

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1、·56·重型机械2013NO．6矫直机电液伺服系统的PSO二自由度内模同步控制柏林，黄庆学，张华君，岳光～～一～一一一一一一一(太原科技大学重型机械教育部T程研究中心，山西太原030024)一协一．～藿一～一～一摘要：对矫直机液压系统多缸同步伺服控制方法进行了研究，提出了对系统采用PIDNN辨识，Dh出h洲一己m吝将微粒群优化和二自南度内模相结合的控制算法。通过MATLAB对算法进行仿真，仿真结果表明，¨m_V已mrt该方法对输入信号的动态响应快，系统超调量和解调时间减少，并且系统的抗干扰性及跟随性同时提高，具有很好的同步控制效果。关键词：PIDNN辨

2、识；PSO优化；二自由度内模；同步控制中图分类号：TP273。TH39文献标识码：A文章编号：1001—196X(-2薹013)05—0056～_皇～05一LevelerPSOtwo--degree-freedominternalmodelsynchronizationcontrolofelectro-hydraulicservosystemH髂一一BAILin，HUANGQing—XUe，ZHANGHua—ju．，YUEGuang(HeavyMechanicalEngineeringResearchCenterofEducationDepartmen

3、t，TaiyuanUniversityofScienceandTechnology，Taiyuan030024，China)一一岫_￡一D．．一一一～一墨．帅_主一詈一一一献[3]和[4]采用控制模型参考自适应控制和自适0前言应模糊控制，文献[5]采用模糊PID控制，文献近几年以来，随着用户对板材的平直度要求[6]采用动态滑膜变结构控制，文献[7]采用神经越来越高，导致工艺过于复杂，最终质量由矫直元控制等。这些算法调整参数过多，并且只是一机完成。全液压矫直机具有节约能源，少投入，自由度控制，只能在系统的跟随性和鲁棒性及抗多产等多种优点，使它越来越受到钢

4、厂的青睐。扰性之间进行折中。因此本文对矫直机液压系统但是，全液压矫直机对压下精度的要求较高，由多缸同步伺服控制进行研究，将微粒群优化于电液伺服系统的非线性、各液压缸的负载不完(PSO)、PID神经网络(PIDNN)和二自南度内模全相同、实际系统各管路的差异及同步控制的实(TDOFIMC)相结合，提出基于PIDNN辨识和时性要求等问题，为同步控制带来困难。文献PSO优化整定的二自由度内模算法。[2]采用主从和并行两种同步控制结构，但控制算法采用PID算法，使得系统没有自适应能力。文1二自由度内模控制及PIDNN系统辨识收稿日期：2013—04一l8；修订

5、日期：2013—06—2J作者简介：柏林(1987一)，男，太原科技大学硕士研究生，研1．1二自由内模控制器的设计究方向为先进控制技术及其在自动化装置的应用。常规内模控制器只有一个可调参数，对于高2013NO．6重型机械·57·性能的控制系统则有一定的局限性，难以兼顾各A就可以独立调整系统的目标跟随特性和干扰方面的性能要求而获得满意的控制效果。采用二抑制特性。因此，采用本文提出的二自由度控制自由度控制结构则可以同时独立地调节目标跟随方法可以使系统同时具有良好的目标值跟随特特性、干扰抑制特性和鲁棒性，使各方面的性能性、干扰抑制特性和鲁棒特性。均能达到最佳

6、J。本文设计的二自由度内模控1．2PIDNN系统辨识制结构如图1所示。内模控制由于依赖精确的数学模型，当模型和实际对象有误差或非线性严重时，控制品质会下降。国内外学者提出将神经网络与内模控制结合，既可以充分体现神经网络在模型辨识中的优势，又可以弥补内模控制在模型失配和非线性系统难以建模方面的不足。PIDNN是一种多层前图1二自由度内模控制结构向网络，除了具备传统的多层向前网络的特点，Fig．1Two—degreefreedominternalmodelcontrolstructure如逼近能力、并行计算、非线性变换特性等外，其隐含单元还分别具有比例、微

7、分和积分等动态图中Q，(s)和Q：(s)构成二自由度内模控制特性，因此特别适合于动态系统的辨识。器。Q．(s)主要用来调整系统的目标跟随特性，PIDNN辨识结构如图2所示。Q(s)主要用来调整系统的干扰抑制特性和鲁棒特性。根据图1可得：=州而I+QPM．D(s)(1)2(5)[(s)一(s)]当模型精确，即P(s)=M(S)时，Y()=M()Q(s)Q2(s)R(S)+图2PIDNN辨识结构Fig．2PIDNNstructureidentification[1一M(S)Q(s)]·D(s)(2)Q：(s)采用常规内模控制的设计方法设计，即2控制器参数的

8、优化整定Q(s)=M_-(s)×F2(s)(3)二自由度内模控制参数A。和A直接地影响F2(5