深夜工厂的阴影之下一个神秘的电液伺服系统悄然苏醒它将成为改变一切的关键然而这个系统背后隐藏着什么它是
时桌倒棱机床电液伺服PID控制系统的设计与研究
摘要:本文详细介绍了时桌倒棱机床电液伺服PID控制系统的设计步骤,并通过仿真对比了PID控制、模糊控制和模糊控制+PID控制三种方法的性能。该系统采用阀控缸结构,考虑到工况波动,使用50sin(50t)来模拟负载。在开环传递函数分析中,加入PID后,使原系统从一阶变为二阶,提高了稳态精度。通过输入指令模拟和仿真,对于不同负载下的阶跃响应进行了分析。对于加工不同管材的情况,也进行了仿真计算。此外,本文还介绍了一种基于模糊理论的鲁棒性强、简单操作的FC算法,并将其与PID联合使用,以提高动态品质和工作精度。
电液伺服系统设计
液压参数计算:包括空载重量、切削力等。
电气参数确定:每伏电压指令对应位移K=198(V/m),阀额定电流60 mA。
得到电液伺服系统方框图并求解开环传递函数。
输入指令模拟
设计输入指令系统,即根据时间tt[sub]1[/sub]或t=t[sub]1[/sub]选择粗进给速度;当t>t[sub]2[/sub]时选择精进给速度;当t>t [sub]3[/sub]时输入为零,使得快退。
PID控制仿真
阶跃响应分析:在各种负载下均无超调,但负载大时过渡时间略微拖长。
加工不同管材情况下的响应曲线分析。
模糊控制(Fc)
针对非线性变化的切削力,采用FC算法进行仿真研究。
FC-PID联合控制方框图及其隶属度函数分布。
FC+PID混合模式
当误差e降至门槛值后自动切换到PID模式,以提高动态品质和工作精度。
结论
1)系统稳定可靠,有足够的稳定储备量。
2)优化后的PID参数为K[sub]p[/sub]=0.46、K[sub]i[/sub]=0.006、K[sub]d[/sub]=0.0085。
3)确保在任何情况下均无超调,无冲击现象发生且有足够刚性。
4)生产率提升,但仍需进一步调整以满足实际需求。
5)在参数及外负载变化大的场合,可采用FC+PID混合模式以获得更好的效果。