激光光路控制电磁作动器的模糊PID控制特性分析

论文摘要

为了实时控制激光切割中激光焦点与辅助气体中轴线的相对位置,提出了一种模糊PID控制的电磁作动永磁复位式3自由度电磁作动器。介绍了电磁作动器结构,建立了相应系统数学模型。采用模糊PID控制算法以仿真与实验相结合的方式研究了电磁作动器的控制特性,并在PID控制器参数完全相同情况下,与传统PID控制算法的控制特性进行对比分析。仿真与实验结果表明:在x轴方向,与传统PID控制算法位置响应时间相比,仿真位置响应时间变化不大,实验位置响应时间减少1. 50 s;在y轴方向,与传统PID控制算法位置响应时间相比,仿真位置响应时间减少0. 48 s,实验位置响应时间减少1. 88 s.经过对模糊PID控制器参数的进一步优化,作动平台在x轴方向响应时间可达0. 10 s.与传统PID控制器相比,模糊PID控制器响应时间更短、响应速度更快。

论文目录

• 0 引言
• 1 电磁作动器结构与数学模型
•   1.1 电磁作动器结构
•   1.2 电磁作动器作动平台数学模型
• 2 模糊PID控制器设计
•   2.1 论域和隶属函数设计
•   2.2 量化因子、比例因子的确定
•   2.3 模糊规则的确定
• 3 仿真分析
•   3.1 传统PID控制器x轴方向位置响应仿真分析
•   3.2 模糊PID控制器x轴方向位置响应仿真分析
•   3.3 传统PID控制器y轴方向位置响应仿真分析
•   3.4 模糊PID控制器y轴方向位置响应仿真分析
• 4 实验分析
•   4.1 传统PID控制器x轴方向位置响应分析
•   4.2 模糊PID控制器x轴方向位置响应分析
•   4.3 传统PID控制器y轴方向响应特性分析
•   4.4 模糊PID控制器y轴方向响应特性分析
• 5 模糊PID控制参数优化实验
• 6 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 孙凤,张琪,徐方超,李强,金俊杰,佟玲,张晓友,刘巍巍

关键词: 电磁作动器,数学模型,模糊,差动控制

来源: 兵工学报 2019年02期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,基础科学,信息科技

专业: 物理学,无线电电子学,自动化技术

单位: 沈阳工业大学机械工程学院

基金: 辽宁省高等学校创新人才支持计划项目(LR2017036),辽宁省博士启动基金项目(20170520177),沈阳市科技计划项目(Z17-5-067)

分类号: TP273;TN249

页码: 430-441

总页数: 12

文件大小: 1292K

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