資源描述：
《飛機部件柔性裝配多軸協(xié)同控制算法研究.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、學(xué)術(shù)論文RESEARCH飛機部件柔性裝配多軸協(xié)同控制算法研究AlgorithmforMulti-AxisCooperativeControlofAircraftComponentFlexibleAssembly西北工業(yè)大學(xué)黃果王仲奇康永剛胡玉龍【摘要】根據(jù)飛機部件柔性裝配多軸協(xié)同控制的需求，采用模糊自整定PID算法進行實時控制。依據(jù)模糊自整定PID控制策略和PID參數(shù)的整定原則，結(jié)合MATLAB軟件，用MATLAB語言編程與SIMULⅢK相結(jié)合的方法實現(xiàn)了一種飛機部件柔性裝配模糊自整定PID控制器的設(shè)計、分析與仿真。關(guān)鍵
2、詞：柔性裝配模糊自整定PIDMATLABSIMULINK【ABSTRACTlAccordingtotheaircraftcomponentflexibleassemblymulti·-axiscooperativecontrolrequire-·ments，fuzzyself-tuningPIDalgorithmisusedforreal．timecontr01．Basedonfuzzyself-tuningPIDcontrolstrat．egyandPIDparameterssettingprinciple，combi
3、nedwiththeMATLABsoftware，MATLABlanguageprogrammingandSIMULINKiscombinedtorealizeakindofaircraftpansflexibleassemblyfuzzyself-tuningPIDcontrollerdesign，analysisandsimulation．Keywords：FlexibleassemblyFuzzyself-tuningPⅡ)MATI。ABSIMIⅡ．INK飛機部件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，協(xié)調(diào)位置多，其柔性裝配工裝包括多個運動軸，
4、通過多軸的協(xié)同運動實現(xiàn)部件的精確定位，如何實現(xiàn)這些運動軸協(xié)調(diào)控制是整個控制系統(tǒng)的研究核心。在整個裝配過程中，將部件精確定位夾持在工裝后，通過測量系統(tǒng)檢測基準(zhǔn)點的坐標(biāo)，并與理論坐標(biāo)比較計算出柔性裝配工裝各個運動軸的調(diào)整量，通過控制系統(tǒng)驅(qū)動伺服機構(gòu)帶動部件到達理論位置【11。系統(tǒng)對同步性要求很高，尤其在夾持部件后，同步要求更為突出，如果伺服機構(gòu)各運動軸不能按照同步速度運動，會嚴(yán)重影響定位精度，損壞柔性工裝，甚至導(dǎo)致飛機產(chǎn)品報廢。因此，應(yīng)針對實際情況設(shè)計合理的適應(yīng)性、魯棒性強的多軸協(xié)同控制66航空制造技術(shù)·2013年第5期以太
5、網(wǎng)F—I算法。PID控制及其改進型是在工業(yè)過程控制中最為常見的控制器。PID控制是工業(yè)控制中最為普遍采用的控制方法，是最早發(fā)展起來的控制策略之一，由于其算法簡單、魯棒性好和可靠性高，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)過程控制，尤其適用于可建立精確數(shù)學(xué)模型的確定性控制系統(tǒng)腳。飛機部件柔性裝配定位控制系統(tǒng)在一個控制周期內(nèi)需要輸出多個控制信號，對系統(tǒng)響應(yīng)速度要求較快，而且對位置的定位精度與同步性要求較高，因此傳統(tǒng)的PID控制算法很難適合?；谝陨戏治觯槍︼w機部件柔性裝配特點，本文擬以模糊控制理論為基礎(chǔ)，開發(fā)多軸協(xié)同運動的模糊自整定PID控制算
6、法，并通過MATLAB仿真軟件驗證控制算法的可靠性和有效性，對各軸運動參數(shù)進行在線調(diào)整，彌補PID調(diào)節(jié)控制的不足，改善系統(tǒng)的控制能力，減少超調(diào)量，縮短調(diào)整時間，從而實現(xiàn)飛機部件柔性裝配多軸協(xié)同運動的實時控制。1控制系統(tǒng)架構(gòu)飛機部件柔性裝配控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示，適用于不同產(chǎn)品柔性裝配的定位控制。其主要包括3圖1柔性裝配控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖Fig．1OverallstructureofflexibleassemblycontrolsystemRESEARCH學(xué)術(shù)論文個層面：現(xiàn)場執(zhí)行層、中間控制層和系統(tǒng)管理與監(jiān)控層。這種控
7、制系統(tǒng)的組成是基于以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線的分布式運動控制系統(tǒng)，這種控制系統(tǒng)擁有諸多優(yōu)點：接線簡單，在一條通信電纜上通?？蓲旖佣喾N數(shù)字化設(shè)備，大量減少了電纜、端子的使用，精度高、誤差小，提高了系統(tǒng)工作的可靠性的同時降低了安裝和維護難度；同時，當(dāng)前專用的運動控制器品種繁多，為控制系統(tǒng)省去了大量的硬件研制工作，縮短了開發(fā)周期。開發(fā)人員只需要選擇帶有標(biāo)準(zhǔn)接口、總線的運動控制器及其相應(yīng)功能模塊正確組態(tài)即可。伺服電機驅(qū)動的同步位置控制系統(tǒng)中，采用并行結(jié)構(gòu)的同步方式，如圖2所示。該系統(tǒng)對每個軸均獨立進行模糊自整定PID混合控制，通過對各軸的
8、PID參數(shù)進行在線調(diào)節(jié)來確保被控對象在任何時刻的設(shè)定值和實際檢測值之差都在給定的誤差范圍之內(nèi)，從而保證控制系統(tǒng)定位的同步性?。本文設(shè)計的控制系統(tǒng)共用同一個模糊規(guī)則表，各軸的PID參數(shù)根據(jù)各自的輸入偏差經(jīng)模糊推理后而不斷變化。這樣可使各軸在位置不同時各自按自身的情況調(diào)整PID參數(shù)，使得各軸都能達到最佳的控制效果，從而快
