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1、2011年9月機(jī)床與液壓Sep.2011第39卷第17期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1.39No.17DOI:10.3969/j.issn.1001—3881.2011.17.008基于自適應(yīng)遺傳算法優(yōu)化的模糊PID控制在實驗軋機(jī)中的應(yīng)用研究溫良,楊明國,賀小峰,羅亮,陳威(1.華中科技大學(xué)機(jī)械科學(xué)與工程學(xué)院,湖北武漢430074;2.海軍駐武漢三江航天集團(tuán)軍代表室,湖北孝感432100)摘要:軋機(jī)板厚控制系統(tǒng)是一個具有非線性和時變特性的復(fù)雜系統(tǒng),采用普通PID控制往往難以取得滿意的控
2、制效果。針對Hille100實驗軋機(jī),建立其簡化的數(shù)學(xué)模型,并采用模糊PID控制策略對其進(jìn)行控制。模糊控制規(guī)則是模糊PID控制器設(shè)計的關(guān)鍵,采用自適應(yīng)遺傳算法(AGA)對其進(jìn)行優(yōu)化。仿真結(jié)果表明:優(yōu)化后的模糊PID控制器具有更好的動態(tài)響應(yīng)特性,控制效果得到了進(jìn)一步改善。關(guān)鍵詞:模糊PID控制;模糊控制規(guī)則;自適應(yīng)遺傳算法;優(yōu)化中圖分類號:TH137文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B文章編號:1001—3881(2011)17—026—4ApplicationofFuzzyPIDControlBasedonAGAinExper
3、imentalRollingMillWENLiang,YANGMingguo,HEXiaofeng,LUOLiang,CHENWei。(1.HuazhongUniversityofScienceandTechnology,WuhanHubei430074,China;2.NavalRepresentativeOficeinSanjiangSpaceGroup,XiaoganHubei432100,China)Abstract:Rollingmillgaugecontrolsystemisnonlinear
4、andtime—varying.It’SdificultforPIDcontrollertogetsatisfactorycon—troleffect.ThesimplifiedmathmodelofHille100experimentalrollingmillwasbuiltandfuzzy—PIDcontrolwasintroduced.Fuzzycontrolruleswerethekeytothecontroller.Adaptivegeneticalgorithm(AGA)wasappliedt
5、ooptimizetherules.Thesimulationre—suitsshowthatoptimizedfuzzy-PIDcontrollerhasbetterdynamiccharacterandcontrolperformance.Keywords:Fuzzy—PIDcontrol;Fuzzycontrolrules;Adaptivegeneticalgorithm;Optimization軋機(jī)厚度自動控制系統(tǒng)(AGC)是一種非線性的基本性能。它的任務(wù)是接受AGC的指令,進(jìn)行壓時變的多變量高階
6、復(fù)雜系統(tǒng),其運(yùn)行工況變化和一下缸的位置閉環(huán)控制,使壓下缸實時準(zhǔn)確地定位在指些干擾因素的影響會改變系統(tǒng)的輸出特性,并且難令要求的位置上,達(dá)到設(shè)定和調(diào)節(jié)輥縫位置的目的。以精確地建立其數(shù)學(xué)模型。故采用傳統(tǒng)的定參數(shù)作為實驗軋機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu),該控制系統(tǒng)是系統(tǒng)的核PID控制策略往往不能獲得滿意的控制效果。模糊心。其控制原理方框圖如圖1所示??刂撇灰蕾囉诒豢貙ο缶_的數(shù)學(xué)模型,具有較強(qiáng)的魯棒性和抗干擾能力,因此,在工程實踐中的應(yīng)用越來越廣泛。在模糊PID控制系統(tǒng)中,模糊控制規(guī)則的正確制定是模糊控制器的關(guān)鍵。然而模糊控圖1
7、實驗軋機(jī)APC控制原理圖制規(guī)則通常依靠操作者的經(jīng)驗和專家知識來獲取,1.1伺服放大器具有很大的不確定性和隨意性,并不能保證是最優(yōu)伺服放大器的響應(yīng)比較高,在系統(tǒng)中被視為比例的或次最優(yōu)。作者建立了Hille100實驗軋機(jī)的數(shù)環(huán)節(jié)。學(xué)模型,采用自適應(yīng)遺傳算法對其模糊PID控制器,=(一)(1)的控制規(guī)則進(jìn)行了優(yōu)化并進(jìn)行了仿真研究,獲得較式中:,為放大器輸出電流;Ka為放大器的增益;U好的控制效果。為模糊控制器控制規(guī)則的確定提供為給定的電壓信號;U為位移傳感器輸出的位移反了可行的解決方案。饋信號。1實驗軋機(jī)的數(shù)學(xué)
8、模型1.2電液伺服閥Hille100實驗軋機(jī)采用液壓位置自動控制系統(tǒng)電液伺服閥的作用是將輸入的微小電氣信號轉(zhuǎn)換(APC)作為內(nèi)環(huán)系統(tǒng),是一個高精度、高響應(yīng)的電為大功率的液壓信號(流量和壓力)輸出,其傳遞液位置閉環(huán)伺服系統(tǒng),它決定著實驗軋機(jī)AGC系統(tǒng)收稿Et期:2010一lO一25作者簡介:溫良(1985一),男,碩士研究生,主要從事液壓傳動與控制方面的研究工作。E—mail:wenlianghu@163.com。第17期溫良等