底亞超

摘 要：隨著我國經(jīng)濟水平的提高，科學技術(shù)領(lǐng)域也得到了顯著的發(fā)展，我國開始將更多的注意力轉(zhuǎn)向科學技術(shù)的創(chuàng)新和進步，促進我國科學技術(shù)能力進一步得到增強。由科學技術(shù)創(chuàng)造出來的產(chǎn)品設(shè)備可應(yīng)用到各個行業(yè)之中，提高行業(yè)內(nèi)部的實力的水平。液壓機位置控制系統(tǒng)與其運行是否可靠二者具有密切的聯(lián)系，因此必須認真處理液壓機位置控制系統(tǒng)這一環(huán)節(jié)，從而保證液壓機的正常運轉(zhuǎn)，基于模糊PID的各項優(yōu)勢，有效應(yīng)用到液壓機位置控制系統(tǒng)之中，有利于提高液壓機的有效性，促進其發(fā)展。本文旨在分析模糊PID在液壓機位置控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，從而為進一步發(fā)展液壓機功能做好準備。

關(guān)鍵詞：模糊PID；液壓機；位置控制系統(tǒng)

1 模糊PID

所謂模糊PID，就是指PID算法與模糊控制理論相結(jié)合的一種控制型理論。PID模糊控制的主要任務(wù)在于找出PID的3個參數(shù)與誤差和誤差變化率之間的模糊關(guān)系，并在運行過程中不斷檢測誤差和誤差變化率，最后根據(jù)已經(jīng)確定的模糊控制規(guī)則進而對這三個參數(shù)進行在線調(diào)整，從而滿足不同誤差和誤差變化率對三個參數(shù)的不同要求。

模糊控制的魅力在于其小規(guī)模的微型控制器，這一優(yōu)勢與常規(guī)的PID要求相比，具備較少的計算冪和更少的操作存儲量，更加簡單，易于理解。模糊控制的基本形式可以對人工控制過程進行模擬，人工調(diào)整應(yīng)用于加熱成分的冪，在這整個過程中，都是由系統(tǒng)的物理或者是化學性質(zhì)決定的。無論處在什么情況下，模糊控制都是以同樣的過程變量狀態(tài)保持正常運行。PID算法與模糊控制二者的巧妙結(jié)合，有利于促進系統(tǒng)的進一步更新，實現(xiàn)良好的運行狀態(tài)。

2 模糊PID在液壓機位置控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1 液壓機位置控制系統(tǒng)

液壓機一般由主機（本機）、動力系統(tǒng)以及液壓控制系統(tǒng)3部分組成，是一種利用液體靜壓力實現(xiàn)金屬、塑料、橡膠、木材以及粉末等原材料的加工，制成機械的設(shè)備。液壓機的原理是根據(jù)帕斯卡定律制成的液體壓強傳動的機械，液壓機的種類多樣，應(yīng)用廣泛，是我國現(xiàn)代化建設(shè)中重要的應(yīng)用設(shè)備。

液壓機可進一步增強機器工作的靈活程度，保證機器安全性能的提高，促進壽命的延長，并防止機器出現(xiàn)泄漏的情況。液壓機自身具有減輕重量、減輕零件數(shù)量和模具數(shù)量、提高剛度和強度以及降低生產(chǎn)成本等技術(shù)優(yōu)勢和經(jīng)濟優(yōu)勢，在我國的工業(yè)領(lǐng)域中具有不可替代的顯著作用。

液壓機位置控制系統(tǒng)具有高精度、大滯后以及大慣性等特點，處于較為復雜的環(huán)境之下，保證其合理性具有一定的難度，需要找出正確的方式實現(xiàn)液壓機的運行機制。液壓機的位置控制系統(tǒng)主要由兩部分構(gòu)成：主動平衡系統(tǒng)和被動平衡系統(tǒng)。

主動平衡系統(tǒng)的組成部分為五驅(qū)動柱塞缸、兩回程柱塞缸以及電液控制回路等設(shè)備，五驅(qū)動柱塞缸應(yīng)當固定在液壓機的上橫梁上，而兩回程柱塞缸則應(yīng)當固定在下橫梁的位置。通過一定的設(shè)備設(shè)置，可實現(xiàn)上行、下行、加載以及保壓等具體動作。光柵尺可向外圍四驅(qū)動缸提供位移的反饋結(jié)果，每當出現(xiàn)一定的偏差，光柵尺就會進行綜合處理，及時調(diào)整部分環(huán)節(jié)，保證其正常運行。比例流量閥數(shù)學模型主要是通過壓差補償?shù)脑?，根?jù)定差減壓閥和比例節(jié)流閥串聯(lián)從而得到結(jié)果的一種工作原理。

2.2 模糊PID的具體應(yīng)用

根據(jù)模糊PID技術(shù)的優(yōu)勢和特點，設(shè)計出了模糊PID參數(shù)的自整定控制算法，從而實現(xiàn)了液壓機位置控制系統(tǒng)的有效控制，確保橫梁的活動位置偏差在一個適當范圍內(nèi)進行，極大提高了液壓機位置控制系統(tǒng)的智能化程度，在實際應(yīng)用中更凸顯其效果。

2.2.1 分析模糊PID的控制算法

大型模鍛型液壓機自身所具有的特點，使傳統(tǒng)的PID算法處理起來具有一定的難度，無法承擔起不同工藝的不同承載控制要求，且處理時間較長，處理效果較差，極易導致過程出現(xiàn)錯誤，引發(fā)重大問題。為進一步提高液壓機位置系統(tǒng)的有效控制，必須根據(jù)實際情況予以調(diào)整?？刹捎媚：碚摰南嚓P(guān)內(nèi)容，對系統(tǒng)工作狀態(tài)中的PID參數(shù)進行在線自定義調(diào)整，進一步提高控制效果。

控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要由參數(shù)PID調(diào)整和模糊控制器兩部分構(gòu)成，通過參數(shù)PID結(jié)構(gòu)實現(xiàn)對比例流量閥閥芯的有效控制，通過模糊控制器則實現(xiàn)對PID三個參數(shù)的自動校正。對于模糊PID控制系統(tǒng)的設(shè)計，主要采用的是二輸入三輸出的原則，從而準確找出PID三個參數(shù)和誤差、誤差變化率之間的模糊性關(guān)系，并在認識過程中予以修正，實現(xiàn)模糊對象良好的動靜態(tài)效果。

2.2.2 分析模糊PID控制算法設(shè)計的實現(xiàn)

SIEMENSS7-300PLC中的編程系統(tǒng)Step7為其提供了更為豐富全面的功能狀態(tài)，從而進一步實現(xiàn)了模糊控制算法的便利性能。利用Step7實施的PID控制算法可有效解決模糊查詢表中出現(xiàn)的查詢問題，但切記不可通過查詢過程運算量大導致運算速度的減慢。

對于模糊控制器程度的設(shè)計，應(yīng)當在主循環(huán)程序模塊中實現(xiàn)對其功能以及功能塊的調(diào)整或者是信號和數(shù)據(jù)資料的傳遞。在模糊控制算法過程中模糊控制算法表的查詢內(nèi)容是程序設(shè)計的重要組成部分。

2.2.3 分析模糊PID控制算法設(shè)計在實際中的應(yīng)用

液壓機位置控制系統(tǒng)可采用I-MATICS7-300PLC與IPC-610工業(yè)控制機二者相結(jié)合的計算機控制結(jié)構(gòu)，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲與管理的目的。

3 結(jié)語

綜上所述，液壓機位置控制系統(tǒng)在液壓機使用過程中占有十分重要的地位，關(guān)系到我國社會主義的發(fā)展。模糊PID自身所具有的優(yōu)勢可使液壓機位置控制系統(tǒng)發(fā)揮其應(yīng)有的價值，進一步提高液壓機的使用效率和質(zhì)量，促進我國液壓機良好的使用效果，從而加快我國工業(yè)化的步伐，增強我國綜合實力。

參考文獻

[1]黃明輝，熊歡歡，趙嘯林，等.模糊PID在液壓機位置控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].控制工程，2011，（1）：14-17，21.

[2]吳士鵬，徐蕾，俞建衛(wèi).模糊PID在CNC粉末液壓機控制系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].組合機床與自動化加工技術(shù)，2013，（12）：60-63，67.

（作者單位：大連東方舟工業(yè)裝備有限公司）