基于粒子群优化算法的自调节非线性PID气缸位置控制研究

论文摘要

气动执行机构具有加速度快、成本低、功率重量比高和在恒定负载下不会过热等优点,但同时其非线性特征突出,造成难以实现高精度位置控制。对此,在非线性PID（Nonlinear Proportion-Integral-Derivative,N-PID）控制的基础上,提出了一种自调节非线性PID（Self-regulation Nonlinear Proportion-Integral-Derivative,SN-PID）的控制策略,通过粒子群优化（Particle Swarm Optimization,PSO）算法确定速度变化参数δ和β,不断地更新速动率α,利用Popov稳定判据确定非线性增益k（e）的最大值,从而调整非线性方程的输出,提高气动系统的阶跃响应。实验结果表明:SN-PID能够对负载的变化做出及时的响应,瞬态响应速度较N-PID提高2. 2倍,系统稳态误差可达0. 01 mm,SN-PID控制器下的气缸,可以快速准确地到达指定位置,而且没有明显冲击。

论文目录

• 0 引言
• 1 系统模型
•   1.1 硬件组成
•   1.2 数学模型
• 2 控制器设计
•   2.1 自调节非线性PID （SN-PID） 的设计
•   2.2 粒子群优化算法参数改进
•   2.3 死区补偿
• 3 仿真与实验分析
•   3.1 仿真分析
•   3.2 实验测试
• 4 结语

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 杨定成,吴金文

关键词: 气缸,非线性,自调节非线性,位置控制

来源: 现代制造工程 2019年08期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,信息科技

专业: 机械工业,自动化技术

单位: 浙江东方职业技术学院,南京工业大学浦江学院

基金: 国家自然科学基金资助项目(51179076),江苏省“333工程”科研资助项目(BRA2011180),江苏省高校重点建设实验室基金资助项目(HGDML-1002)

分类号: TH138;TP273;TP18

DOI: 10.16731/j.cnki.1671-3133.2019.08.003

页码: 14-19

总页数: 6

文件大小: 297K

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