氣動變載荷加載系統(tǒng)的分?jǐn)?shù)階PID控制①

郭根旺 劉福才 龔正陽

(燕山大學(xué)工業(yè)計算機控制工程河北省重點實驗室 秦皇島 066004)

0 引 言

氣動技術(shù)具有價格低廉、結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠和無污染等一系列顯著的優(yōu)點，已經(jīng)在生產(chǎn)制造、醫(yī)療器械、儀器儀表等諸多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，成為工業(yè)生產(chǎn)中的重要手段之一[1]。在氣動裝置控制領(lǐng)域，通常使用對電氣比例閥的控制實現(xiàn)氣動裝置位置或壓力的控制。但由于氣體所具有的可壓縮性、流動狀態(tài)復(fù)雜以及器件的非線性等問題，導(dǎo)致了氣動系統(tǒng)具有很強的非線性和時變性[2]。因此氣動加載系統(tǒng)在實現(xiàn)高精度的控制方面存在著一定的困難，而設(shè)計一種可靠的控制器提高氣動加載系統(tǒng)的控制精度具有重要的意義。

為了更好地實現(xiàn)氣動變載荷加載系統(tǒng)的控制，近年來大量學(xué)者對氣動系統(tǒng)的控制進行了深入的研究。文獻[3]利用模糊狀態(tài)反饋的方法調(diào)節(jié)傳統(tǒng)PID控制的增益參數(shù)，使得氣動裝置能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的定位。文獻[4]采用了組合自校正控制器，有效地抑制了摩擦力等干擾因素對系統(tǒng)的影響，增強了氣動伺服系統(tǒng)的魯棒性，有效地實現(xiàn)了氣動裝置的精確定位。文獻[5]采用模糊PID控制器對氣動裝置輸出壓力進行控制，通過對偏差和偏差的變化率進行模糊推理，在線調(diào)整PID的3個參數(shù)，由于模糊PID控制具有很好的自學(xué)習(xí)能力，增強了系統(tǒng)的動態(tài)性能，使控制具有了很好的自適應(yīng)能力，實現(xiàn)了壓力的精確輸出。文獻[6]提出了一種不依賴于模型的積分型線性自抗擾控制器，通過擴張觀測器對干擾信號進行估計和補償，并引入積分環(huán)節(jié)彌補了系統(tǒng)的非線性，消除了靜差，很好地實現(xiàn)了壓力的跟隨輸出?！?br>