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1、·机械研究与应用·2014年第5期(第27卷,总第133期)摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇应用与实验*行进机构触觉化系统模糊控制器设计及MATLAB仿真12于会超,路春光(1.河北联合大学,河北唐山摇063000;2.河北联合大学,河北唐山摇063000)摘摇要:为实现行进机构自动调整速度,以使其更为高效的运作,针对行进过程中所受阻力变化的复杂性,设计了基于模糊控制的行进机构触觉化系统,并简要介绍了模糊控制器的设计方法。该控制器是将机构行进中所受阻力的偏差及偏差变化率作为输入量,步进电机的速度作为输出量,再应
2、用MATLAB对控制系统进行仿真实验。关键词:步进电机;速度;阻力;模糊控制;MATLAB仿真+3中图分类号:P634.3摇摇摇摇摇摇文献标志码:A摇摇摇摇摇摇文章编号:1007-4414(2014)05-0087-03DesignoftheFuzzyControllerandMATLABSimulationoftheStepMechanismSystemwithHapticTechnology12YUHui-chao,LUChun-guang(1.HebeiUnitedUniversity,TangshanHeb
3、ei摇063000,China;2.HebeiUnitedUniversity,HebeiTangshan摇063000,China)Abstract:Inordertoachievetheefficientoperationofthestepmechanismtoadjustspeedautomatically,thestepmechanismsystemwithhaptictechnology,whichisbasedonthefuzzycontrol,isdesignedinviewofthecomplexc
4、hangeoftheresistanceintheprocessofrunning,andabriefintroductiontothedesignmethodofthefuzzycontrollerisalsoprovided.Thefuzzycon鄄trollersetsthedeviationandthedeviationchangerateoftheresistanceastwoinputs;andthespeedofthesteppermotorastheoutput;thenteststhesystem
5、bythesimulationexperimentswiththeMATLAB.Keywords:steppermotor;speed;resistance;fuzzycontrol;MATLABsimulation0摇引摇言式,选择拉压传感器测得的运行阻力偏差E和偏差随着科学技术的迅猛发展,纯粹以机构组成的机变化率EC为控制器的输入量,而输出量选择为步进械已经逐渐减少,以机电一体化集成系统构成的新型电机运转速度U。系统结构框图如图1所示。的机械正在兴起,作为机械组成部分的机构也逐渐复杂化、多元化。传感器技术也开始
6、广泛的应用于测量、控制及信息等领域,并且已经成为高新技术的核心之一。而模糊控制则为非线性、时变性、多参数强烈耦合、随机干扰、过程机理错综复杂以及现场测量图1摇控制系统结构图条件不确定的被控对象或过程的控制提供了一种有效的策略。摇摇将拉压传感器采集到的系统运行阻力的精确值行进机构在工作过程中,会受到许多外部的干y与给定阻力值r相比较得偏差信号E=r-y,并计算扰,使其不能发挥自身最好的工作状态,而如果人为得出偏差变化率EC。然后,将E和EC输入模糊控反复中断工作过程,清除干扰,又会严重降低其工作制器进行模糊化控制,通
7、过模糊决策产生步进电机控效率。考虑到以上因素,笔者结合机械、传感器、模糊制指令来控制步进电机,实现机构自身的反馈调控制,设计出一个新的系统,即行进机构触觉化系统。[1]节。1摇行进机构触觉化系统结构设计2摇行进机构触觉化模糊控制器设计行进机构在工作过程中会受到各种外力的作用,2.1摇模糊控制理论基础本文主要考虑行进阻力对机构的影响。而行进机构模糊逻辑控制简称模糊控制,是指应用模糊集合的驱动方式中,本文主要考虑步进电机驱动。因此,论、模糊语言变量和模糊逻辑推理,通过模拟人脑的本文主要设计通过对机构行进过程中的阻力的检
8、测,模糊思维方法,使用计算机对一些无法建立数学模型反向控制步进电机,来达到行进机构的高效运行。[2]的过程进行控制的方法。系统采用双输入、单输出的二维模糊控制结构方*收稿日期:2014-09-10作者简介:于会超(1989-),男,黑龙江哈尔滨巴彦人,硕士研究生,研究方向:机械设计,机电系统测控技术。·87·应用与实验摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇20
