液压伺服系统智能PID控制
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摘要
现代武器系统对伺服控制系统的快速性、准确性和稳定性提出了很高要求，同时系统还必须对恶劣环境有较强的适应能力。由于武器系统的负载转动惯量和阻力矩变化大，并且存在很强的干扰力矩作用，系统的模型参数变化很大。
本文改进了PX-8电液伺服系统，对伺服放大器进行了重新设计。考虑到系统在工作中，常规PID控制方法难于获得始终良好的控制效果，本文尝试了一种基于遗传算法和神经网络的智能PID控制方法，并进行了系统仿真和实验台实验研究。
仿真和实验结果表明，本文所提出的智能控制方法具有很好的自适应性和鲁棒性，可以有效的抑制负载变化和外界干扰对系统的不利影响，具有较好的控制效果。
According to the requirements of modern national defenses, the speediness, accuracy and stability of servo system must have greater capabilities, and at the same time the system must be adaptive to hard circumstances. The variation of load has a wide range, and also with very strong interference moment. All these make the parameters of system change widely.
In this paper, a hydraulic press servo system modeled PX-8 was improved, and the servo controller was redesigned. Because of the hard circumstances, it's difficult to obtain satisfied results by using the traditional control methods. So I tried an intelligent PID control method, which is based on neural network theory and genetic algorithm. Simulations and experiments were brought into effect on the system.
The results of simulations and experiments show that the intelligent PID controller is very self-adaptive and robust, it can inhibit the interferences caused by the load change effectively, and satisfy the design requirements.
本文改进了PX-8电液伺服系统，对伺服放大器进行了重新设计。考虑到系统在工作中，常规PID控制方法难于获得始终良好的控制效果，本文尝试了一种基于遗传算法和神经网络的智能PID控制方法，并进行了系统仿真和实验台实验研究。
仿真和实验结果表明，本文所提出的智能控制方法具有很好的自适应性和鲁棒性，可以有效的抑制负载变化和外界干扰对系统的不利影响，具有较好的控制效果。
According to the requirements of modern national defenses, the speediness, accuracy and stability of servo system must have greater capabilities, and at the same time the system must be adaptive to hard circumstances. The variation of load has a wide range, and also with very strong interference moment. All these make the parameters of system change widely.
In this paper, a hydraulic press servo system modeled PX-8 was improved, and the servo controller was redesigned. Because of the hard circumstances, it's difficult to obtain satisfied results by using the traditional control methods. So I tried an intelligent PID control method, which is based on neural network theory and genetic algorithm. Simulations and experiments were brought into effect on the system.
The results of simulations and experiments show that the intelligent PID controller is very self-adaptive and robust, it can inhibit the interferences caused by the load change effectively, and satisfy the design requirements.
引文
1 易继锴，江祥贤，候媛彬等．电气传动自动控制原理与设计．第1版．北京：北京工业大学出版社，1997
2 沈世镒．神经网络系统理论及其运用．第1版．北京：科学出版社，1998
3 任瑞伍．液压工程实践．第1版．北京：国防工业出版社，1991
4 王春行．液压伺服控制系统．第1版．北京：机械工业出版社，1981
5 符意德．接口与通讯．第1版．南京：南京理工大学出版社，1994
6 徐家蓓．控制系统数字仿真．第1版．北京：北京理工大学出版社，1998
7 黄德双．神经网络模式识别系统理论．第1版．北京：电子工业出版社，1996
8 易继锴．侯媛彬．智能控制技术．第1版．北京：北京工业大学出版社，1999
9 王耀南．智能控制系统-模糊逻辑·专家系统·神经网络控制．第1版．长沙：湖南大学出版社，1996
10 李士勇．模糊控制·神经控制和智能控制论．第二版．哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1998
11 杨建刚．人工神经网络实用教程．第1版．杭州：浙江大学出版社，2001
12 丛爽．神经网络、模糊系统及其在运动控制中的运用．第1版．安徽：中国科学技术大学出版社，2001
13 徐丽娜．神经网络控制．第1版．哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1999
14 王永骥，涂健．神经元网络控制．第1版．北京：机械工业出版社，1998
15 陶永华．新型PID控制及其运用．第2版．北京：机械工业出版社，2002
16 金钰，胡祜德，李向春．伺服系统设计指导．第1版．北京：北京理工大学出版社，2000
17 党建武．神经网络技术及运用．第1版．北京：中国铁道出版社．2000
18 袁南儿，王万良，苏宏业．计算机新型控制策略及其运用．第1版．北京：清华大学出版社，1998
19 王正志，薄淘．进化计算．第1版．长沙：国防科技大学出版社，2000
20 徐孝凯．C++语言基础教程．第1版．北京：清华大学出版社，2001
21 陈华生，张岳新．Visual C++程序设计基础．第1版．苏州：苏州大学出版社，2000
22 何健辉，董方鹏．实用Visual C++ 6．0教程．第1版．北京：清华大学出版社，2000
2 沈世镒．神经网络系统理论及其运用．第1版．北京：科学出版社，1998
3 任瑞伍．液压工程实践．第1版．北京：国防工业出版社，1991
4 王春行．液压伺服控制系统．第1版．北京：机械工业出版社，1981
5 符意德．接口与通讯．第1版．南京：南京理工大学出版社，1994
6 徐家蓓．控制系统数字仿真．第1版．北京：北京理工大学出版社，1998
7 黄德双．神经网络模式识别系统理论．第1版．北京：电子工业出版社，1996
8 易继锴．侯媛彬．智能控制技术．第1版．北京：北京工业大学出版社，1999
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16 金钰，胡祜德，李向春．伺服系统设计指导．第1版．北京：北京理工大学出版社，2000
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19 王正志，薄淘．进化计算．第1版．长沙：国防科技大学出版社，2000
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21 陈华生，张岳新．Visual C++程序设计基础．第1版．苏州：苏州大学出版社，2000
22 何健辉，董方鹏．实用Visual C++ 6．0教程．第1版．北京：清华大学出版社，2000