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《論域自調整模糊PID控制算法設計與仿真.pdf》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第41卷第5期2012年10月小型內燃機與摩托車SMALLINTERNALCOMBUSTl0NENGINEANDMOTORCYCLEV01.41No.50ct.2012論域自調整模糊PID控制算法設計與仿真張維彪賈利和龍劉濤(中國北方發(fā)動機研究所山西大同037036)摘要:通過建立基于論域調整的自適應模糊PID控制算法對電控直列泵柴油機轉速控制的位置環(huán)PID參數(shù)進行自整定。根據(jù)執(zhí)行器的工作特性建立了執(zhí)行器模型,與控制算法模型組成閉環(huán)進行仿真驗證。通過與普通增量式PID控制算法的仿真結果進行比較,結果表明該控制算法在柴油機全工況范圍內油量調節(jié)齒桿的控制效果優(yōu)于普通增量式PID控
2、制的效果。關鍵詞:模糊PID控制論域自調整MATLAB仿真中圖分類號:TK422文獻標識碼:A文章編號:1671—0630(2012)05—0054—06DesignandSimulationofSelf·tuningDomainFuzzy-PIDControlAlgorithmZhangWeibiao,JiaLi,HeLong,LiuTaoChinaNoahEngineResearchInstitute(Datong,Shanxi,037036,China)Abstract:Bymeansofestablishingtheself-tuningdomainfuzzy—PID
3、controlalgorithm,PIDparametersofthepositionloopisadjustedautomaticallyinthespeedcontrolofElectronicin—linepumpDieselEngine.Basedontheworkingcharacteristicoftheactuator,themodeloi‘actuatorisestablished.Thedynamicalsimulationisimplementedbytheclosed--loopsystemwhichcomprisesthemodelofcontrola
4、lgorithmandthemodelofaetua--tor.ComparedwiththeincrementalPIDcontrolalgorithm,thesimulationresultsindicatethatthiscontrolmethodiseffective,whosecontroleffectsaresuperiortothosebytheincrementalPIDcontr01.Keywords:Fuzzy—PIDcontrol,Self-tuningdomain,MATLABsimulation引言在電控直列泵柴油機控制系統(tǒng)中,柴油機轉速控制是采用轉
5、速閉環(huán)和控制噴油量的齒桿位置閉環(huán)控制來實現(xiàn)的,轉速環(huán)和位置環(huán)均采用經典的PID控制算法。為了獲得柴油機全工況范圍轉速的良好控制效果,需要進行大量的試驗對內環(huán)和外環(huán)的PID參數(shù)進行整定,最終形成參數(shù)表,進行分段PID控制¨~j。隨著模糊理論的發(fā)展,模糊控制的應用越來越廣泛,而且當控制對象的數(shù)學模型難以建立的情況下,通常采用模糊控制與經典PID結合的方法進行控制,這種方法克服了常規(guī)PID控制與模糊控制單獨控制時存在的不足舊“j。本文在普通模糊PID控制的基礎上,通過論域自調整的方法建立了自適應模糊PID控制模型,并以油量調節(jié)齒桿為被控對象,對該算法進行了仿真研究。1電控直列泵柴油
6、機轉速控制原理1.1電控直列泵柴油機轉速控制結構電控直列泵柴油機控制系統(tǒng)的核心主要是噴油量的控制,而噴油量的調節(jié)是通過ECU控制的執(zhí)行器對油量調節(jié)齒桿進行精確的位置控制來實現(xiàn)的。ECU對齒桿位置的調節(jié)采用轉速環(huán)增量式PID和位置環(huán)增量式PID組成的雙閉環(huán)控制來實現(xiàn)??刂瓶驁D如圖1所示。1.2PID算法原理PID控制算法根據(jù)控制對象的不同有兩種形式,一種是位置式PID控制算法,另一種是增量式控制算作者簡介:張維彪(1979一),男,碩士,工程師,研究方向為發(fā)動機控制軟件開發(fā)。第5期張維彪等:論域自調整模糊PID控制算法設計與仿真55器H羹l
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8、l】圖1電控直列泵柴油機轉速控制框圖法∞J。位置式控制算法控制規(guī)律為:礎)=kp㈦¨瓤m汕+掣)(1)式中:U(t)一控制量;e(t)一輸入偏差;T1一積分時間常數(shù);T。一微分時間常數(shù)。對其進行離散化處理后得:“(k)=kpe(k)+后i≥2e(,)+kd(e(k)一e(k—j=01))(2)其增量形式為:Au(五)=k。(e(k)一e(k一1))+kie(五)+k。(e(k)一2e(k一1)+e(k一2))(3)式中:△u(k)一控制量增量;南。一比例系數(shù);后i一積分系數(shù);后。一微分系數(shù)。2論域自調整