基于PLC的攤鋪機(jī)行走控制系統(tǒng)糾偏算法研究

作者：時(shí)間：2012-03-07 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

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常規(guī)PID控制的差分方程：

式中：u(k)為第k個(gè)采樣時(shí)刻控制器的輸出：e (k)為第k個(gè)采樣時(shí)刻的偏差值，Kp、Ki、Kd分別為為比例增益、積分系數(shù)和微分系數(shù)。
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(jìn)行軟件編程前，必須對(duì)Kp、Ki、Kd進(jìn)行初始化，因此應(yīng)對(duì)PID參數(shù)進(jìn)行預(yù)整定。PID參數(shù)的整定比較成熟的方法有臨界靈敏度法、擴(kuò)充響應(yīng)曲線法、Z-N法等等。本文利用Z-N法確定了一組PID參數(shù)Kp、Ki、Kd分別為0．4、0．0 3、0．2。實(shí)際應(yīng)用中可結(jié)合具體情況反復(fù)整定并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，確定一組較滿意的控制參數(shù)。
2．2 自適應(yīng)模糊PID控制
2．2．1 模糊PID控制器的結(jié)構(gòu)
自適應(yīng)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(shí)刻誤差e和誤差變化率ec對(duì)PID參數(shù)整定的要求。利用模糊控制規(guī)則對(duì)PID參數(shù)進(jìn)行整定，便構(gòu)成了自適應(yīng)模糊PID控制器。自適應(yīng)模糊PID控制器的原理圖見(jiàn)圖3。

本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/160998.htm

PID參數(shù)模糊自整定是找出PID三個(gè)參數(shù)與誤差e(k)和誤差變化率ec(k)之間的模糊關(guān)系，在運(yùn)行中通過(guò)不斷檢測(cè)，根據(jù)模糊控制原理來(lái)對(duì)3個(gè)參數(shù)進(jìn)行在線修改，以滿足不同e(k)和ec(k)對(duì)控制參數(shù)的不同要求，從而使被控對(duì)象有良好的動(dòng)態(tài)、靜態(tài)性能。PID參數(shù)的整定必須考慮到在不同時(shí)刻三個(gè)參數(shù)的作用及相互之間的關(guān)系。
2．2．2 模糊控制規(guī)則設(shè)計(jì)
選擇E與EC作為攤鋪機(jī)行駛速度偏差e及速度偏差變化率ec的輸入語(yǔ)青變量，輸出語(yǔ)言變量選擇KP、KI、KD，也就是參數(shù)Kp、Ki、Kd相應(yīng)的語(yǔ)言變量。利用{負(fù)大、負(fù)小、零、正小、正大}={NB、NS、ZE、PS、PB}五個(gè)模糊狀態(tài)描述語(yǔ)言變量E、EC、KP、KI、KD。
我國(guó)瀝青混凝土攤鋪機(jī)作業(yè)攤鋪速度一般情況下≤6m／min，此處確定速度偏差e的基本域?yàn)閇-0．6，0．6]，利用擴(kuò)充響應(yīng)曲線法求出的PID整定參數(shù)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(jù)控制周期的不同，PID控制參數(shù)的取值范圍就會(huì)不同)。語(yǔ)言變量的隸屬度賦值表如表1，2。