專利名稱：直線電機(jī)的一種模糊自調(diào)整pid控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種直線電機(jī)的控制方法，具體涉及一種直線電機(jī)的模糊自調(diào)整控制方法。
背景技術(shù)：
過去的50年中出現(xiàn)了很多先進(jìn)的控制理論，但在工業(yè)伺服控制領(lǐng)域中仍然主要采用PID控制，主要原因是這種控制器設(shè)計(jì)和調(diào)試簡單、運(yùn)行可靠并可以取得較好的控制效果。然而由于直線電機(jī)是直接驅(qū)動型的，所以推力波動、負(fù)載變化、摩擦力等非線性因素對系統(tǒng)的性能會產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，對于直線電機(jī)這樣建立數(shù)學(xué)模型困難、非線性、時變的伺服系統(tǒng)，缺乏單一的PID控制很難獲得滿意的動態(tài)響應(yīng)，特別是高速、高精度的點(diǎn)位控制中直線電機(jī)在停止過程中消除靜差很慢，難以保證系統(tǒng)的快速精確定位。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了直線電機(jī)的一種模糊自調(diào)整PID控制方法，保證直線電機(jī)運(yùn)行中的平滑穩(wěn)定，并使電機(jī)能快速、精確定位。本發(fā)明是采用如下過程完成對直線電機(jī)的控制的，首先偏差采集器11采集直線電機(jī)15的工作狀況值y和給定值ys，然后將偏差結(jié)果e＝y(tǒng)s-y送給PI控制器12；PI控制器12首先判斷是否有停止指令，即判斷ys是否等于預(yù)設(shè)的停止值y’，如果判斷為否，則將偏差e與預(yù)設(shè)的比例系數(shù)Kp、積分系數(shù)Ki相計(jì)算，將得到的控制值送入驅(qū)動器14；驅(qū)動器14驅(qū)動直線電機(jī)15工作；直線電機(jī)15再將工作狀況值y送回偏差采集器11；如果PI控制器12判斷為是停止指令，則將偏差e送入模糊自調(diào)整模塊13；由模糊自調(diào)整模塊13計(jì)算出比例系數(shù)Kp’和積分系數(shù)Ki’，然后再將比例系數(shù)Kp’和積分系數(shù)Ki’送回PI控制器12的將偏差e與比例系數(shù)Kp’、積分系數(shù)Ki’相計(jì)算步驟，由PI控制器12的將偏差e與比例系數(shù)Kp’、積分系數(shù)Ki’相計(jì)算步驟計(jì)算出控制量送到驅(qū)動器14，驅(qū)動器14驅(qū)動直線電機(jī)15工作。由于比例分量和積分分量對誤差的敏感不同，所以本發(fā)明同時采用兩種不同的模糊化過程，使得PI控制器12得到更精確的數(shù)據(jù)。本發(fā)明開始運(yùn)動時采用PI控制，接到停止命令后引入模糊自調(diào)整模塊13既保證了直線電機(jī)的平滑穩(wěn)定，又加快了靜差的消除；本發(fā)明還具有整定時間短，整定參數(shù)少的優(yōu)點(diǎn)，便于工程應(yīng)用。


圖1是直線電機(jī)PID控制過程的流程圖，圖2是本發(fā)明中模糊自調(diào)整模塊13的工作流程圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本具體實(shí)施方式
是采用如下過程完成對直線電機(jī)的控制的，首先偏差采集器11采集直線電機(jī)15的工作狀況值y和給定值ys，然后將偏差結(jié)果e＝y(tǒng)s-y送給PI控制器12；PI控制器12首先判斷是否有停止指令，即判斷ys是否等于預(yù)設(shè)的停止值y’，如果判斷為否，則將偏差e與預(yù)設(shè)的比例系數(shù)Kp、積分系數(shù)Ki相計(jì)算，將得到的控制值送入驅(qū)動器14；驅(qū)動器14驅(qū)動直線電機(jī)15工作；直線電機(jī)15的工作狀況值y被送回偏差采集器11；如果PI控制器12判斷為是停止指令，則將偏差e送入模糊自調(diào)整模塊13；由模糊自調(diào)整模塊13計(jì)算出比例系數(shù)Kp’和積分系數(shù)Ki’，然后再將比例系數(shù)Kp’和積分系數(shù)Ki’送回PI控制器12的將偏差e與比例系數(shù)Kp’、積分系數(shù)Ki’相計(jì)算步驟，由PI控制器12的將偏差e與比例系數(shù)Kp’、積分系數(shù)Ki’相計(jì)算步驟計(jì)算出控制量送到驅(qū)動器14，驅(qū)動器14驅(qū)動直線電機(jī)15工作。所述的模糊自調(diào)整模塊13包括以下步驟首先將偏差e進(jìn)行比例系數(shù)修正前的模糊化，得到模糊量Ep，采用模糊推理機(jī)Fuzzy查詢控制表，得到模糊的比例系數(shù) 將模糊的比例系數(shù) 進(jìn)行去模糊化，得到比例系數(shù)Kp’；同時，將偏差e進(jìn)行積分系數(shù)修正前的模糊化，得到模糊量Ei，采用模糊推理機(jī)Fuzzy查詢控制表，得到模糊的積分系數(shù) 將模糊的積分系數(shù) 進(jìn)行去模糊化，得到積分系數(shù)Ki’。
權(quán)利要求
1.直線電機(jī)的一種模糊自調(diào)整PID控制方法，它是采用如下過程完成對直線電機(jī)的控制的，首先偏差采集器(11)采集直線電機(jī)(15)的工作狀況值y和給定值ys，然后將偏差結(jié)果e＝y(tǒng)s-y送給PI控制器(12)；PI控制器(12)首先判斷是否有停止指令，即判斷ys是否等于預(yù)設(shè)的停止值y’，如果判斷為否，則將偏差e與預(yù)設(shè)的比例系數(shù)Kp、積分系數(shù)Ki相計(jì)算，將得到的控制值送入驅(qū)動器(14)；驅(qū)動器(14)驅(qū)動直線電機(jī)(15)工作；直線電機(jī)(15)再將工作狀況值y送回偏差采集器(11)；其特征在于如果PI控制器(12)判斷為是停止指令，則將偏差e送入模糊自調(diào)整模塊(13)；由模糊自調(diào)整模塊(13)計(jì)算出比例系數(shù)Kp’和積分系數(shù)Ki’，然后再將比例系數(shù)Kp’和積分系數(shù)Ki’送回PI控制器(12)的將偏差e與比例系數(shù)Kp’、積分系數(shù)Ki’相計(jì)算步驟，由PI控制器(12)的將偏差e與比例系數(shù)Kp’、積分系數(shù)Ki’相計(jì)算步驟計(jì)算出控制量送到驅(qū)動器(14)，驅(qū)動器(14)驅(qū)動直線電機(jī)(15)工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直線電機(jī)的一種模糊自調(diào)整PID控制方法，其特征在于所述的模糊自調(diào)整模塊(13)包括以下步驟首先將偏差e進(jìn)行比例系數(shù)修正前的模糊化，得到模糊量Ep，采用模糊推理機(jī)Fuzzy查詢控制表，得到模糊的比例系數(shù) 將模糊的比例系數(shù) 進(jìn)行去模糊化，得到比例系數(shù)Kp’；同時，將偏差e進(jìn)行積分系數(shù)修正前的模糊化，得到模糊量Ei，采用模糊推理機(jī)Fuzzy查詢控制表，得到模糊的積分系數(shù) 將模糊的積分系數(shù) 進(jìn)行去模糊化，得到積分系數(shù)Ki’。
全文摘要
直線電機(jī)的一種模糊自調(diào)整PID控制方法，它涉及一種直線電機(jī)的控制方法，具體涉及一種直線電機(jī)的模糊自調(diào)整控制方法。首先偏差采集器(11)采集直線電機(jī)(15)的工作狀況值y和給定值ys，然后將偏差結(jié)果e＝y(tǒng)s－y送給PI控制器(12)；PI控制器首先判斷是否有停止指令，如果PI控制器判斷為是停止指令，則將偏差e送入模糊自調(diào)整模塊(13)；由模糊自調(diào)整模塊計(jì)算出比例系數(shù)Kp’和積分系數(shù)Ki’，然后再將比例系數(shù)Kp’和積分系數(shù)Ki’送回PI控制器的將偏差e與比例系數(shù)Kp’、積分系數(shù)Ki’相計(jì)算步驟，計(jì)算出控制量送到驅(qū)動器(14)。本發(fā)明具有鑒定時間短、整定參數(shù)少的優(yōu)點(diǎn)，能夠改善系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)，縮短了直線電機(jī)點(diǎn)位控制的穩(wěn)定時間。
文檔編號G05B13/00GK1536456SQ03111440
公開日2004年10月13日 申請日期2003年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月10日
發(fā)明者孫立寧, 曲東升, 崔晶 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué), 哈爾濱工業(yè)大學(xué)博實(shí)精密測控有限責(zé)任公司