基于PLC的攤鋪機行走控制系統糾偏算法研究
常規PID控制的差分方程:

式中:u(k)為第k個采樣時刻控制器的輸出:e (k)為第k個采樣時刻的偏差值,Kp、Ki、Kd分別為為比例增益、積分系數和微分系數。
其增量式控制算法為:

本文采用增量式PID控制算法以提高控制性能。在進行軟件編程前,必須對Kp、Ki、Kd進行初始化,因此應對PID參數進行預整定。PID參數的整定比較成熟的方法有臨界靈敏度法、擴充響應曲線法、Z-N法等等。本文利用Z-N法確定了一組PID參數Kp、Ki、Kd分別為0.4、0.0 3、0.2。實際應用中可結合具體情況反復整定并進行實驗,確定一組較滿意的控制參數。
2.2 自適應模糊PID控制
2.2.1 模糊PID控制器的結構
自適應模糊PID控制器是以誤差e和誤差變化率ec作為輸入,可以滿足不同時刻誤差e和誤差變化率ec對PID參數整定的要求。利用模糊控制規則對PID參數進行整定,便構成了自適應模糊PID控制器。自適應模糊PID控制器的原理圖見圖3。本文引用地址:http://www.j9360.com/article/160998.htm
PID參數模糊自整定是找出PID三個參數與誤差e(k)和誤差變化率ec(k)之間的模糊關系,在運行中通過不斷檢測,根據模糊控制原理來對3個參數進行在線修改,以滿足不同e(k)和ec(k)對控制參數的不同要求,從而使被控對象有良好的動態、靜態性能。PID參數的整定必須考慮到在不同時刻三個參數的作用及相互之間的關系。
2.2.2 模糊控制規則設計
選擇E與EC作為攤鋪機行駛速度偏差e及速度偏差變化率ec的輸入語青變量,輸出語言變量選擇KP、KI、KD,也就是參數Kp、Ki、Kd相應的語言變量。利用{負大、負小、零、正小、正大}={NB、NS、ZE、PS、PB}五個模糊狀態描述語言變量E、EC、KP、KI、KD。
我國瀝青混凝土攤鋪機作業攤鋪速度一般情況下≤6m/min,此處確定速度偏差e的基本域為[-0.6,0.6],利用擴充響應曲線法求出的PID整定參數可以確定Kp、Ki、Kd的大致變化范圍,Kp變化范圍為[0.2,0.8],Ki變化范圍為[0.01,0.07],Kd變化范圍為[0.2,0.6](根據控制周期的不同,PID控制參數的取值范圍就會不同)。語言變量的隸屬度賦值表如表1,2。
模糊自整定PID是在PID算法的基礎上,通過計算當前系統誤差e和誤差變化率ec,利用模糊規則進行模糊推理,查詢模糊矩陣表進行參數調整。
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