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机械网--快速锻造液压机组的模糊控制策略研究

时间:2021/11/23 13:21:27 编辑:

0 前言旧式铸造液压机主要采取手动控制,不但锻打次数低,而且锻打工件的尺寸精度也难以保证。现代铸造液压机由于普遍采取了计算机控制,因此锻打性能有了明显改进。由于铸造液压机具有非线性和时变性,数学模型极为复杂,故1般采取模糊控制。本文以大冶特殊钢股份有限公司的8 MN快速铸造液压机组(以下简称快锻机组)为例村委会有权利强拆吗,对两种模糊控制策略进行了分析比较。1 常范围糊控制器作者所在的教研室采取常范围糊控制方法对快锻机组进行了改造[1]。常范围糊控制器的结构框图见图1。图中e、c和u分别为误差、误差变化和控制量。Ke和kc为量化因子,ku为比例因子。E、C和U分别为误差、误差变化和控制量的模糊语言变量。e、c和u的基本论域分别为:[-xe,xe]、[-xc,xc]和[-yu,yu]。图1 常范围糊控制器结构框图对E、C和U分别规定为以下模糊子集:E={NL,NM,NS,NO,PO,PS,PM,PL};C={NL,NM,NS,ZE,PS,PO,PS,PM,PL};C={NL,NM,NS,ZE,PS,PM,PL}。NL,NM,NS,NO,ZE,PO,PS,PM和PL分别表示负大、负中、负小、负零、零、正零、正小、正中和正大。它们的论域分别为:E={-n,-n+1,…,0,…,n⑴,n};C={-p,-p+1,…,0,…,p⑴,p};U=[-l,-l+1,…,0,…,l⑴,l]。各模糊子集的隶属函数均采取正态散布型函数。通过总结专家和现场操作经验制定出的模糊控制规则见表1,经模糊推理合成并反复调试、修改得到的模糊控制查询表见表2。表1 模糊控制规则表(U) NLNMNSNOPOPSPMPLNLZEZEPLPMPLPLNMNLNMZEZEPMPSPMPMNMNLNSPMPSPSPSPSPSNMNLZEPLPMPSZEZENSNSNMPSPLPMNSNSNSNSNSNMPMPLPMNMNMNMNSZEZEPLPLPMNLNLNLNLZEZE  注:第1行动E的语言值,左起第1列为C的语言值。下表同 。表2 模糊控制查询表(U) ⑹⑸⑷⑶⑵⑴-00123456⑹77765555210000⑸67665554210000⑷76765554210000⑶666655532⑵0⑵⑵⑵⑵7676441100⑶⑷⑷⑷⑴766644110⑶⑶⑷⑷⑷076764100⑴⑷⑹⑺⑹⑺1444310⑴⑴⑷⑷⑹⑺⑹⑺2444200⑴⑴⑷⑷⑹⑺⑹⑺3222000⑴⑴⑶⑶⑹⑹⑹⑹4000⑴⑴⑶⑷⑷⑸⑸⑹⑺⑹⑺5000⑴⑴⑵⑷⑸⑸⑸⑹⑹⑺⑹6000⑴⑴⑴⑷⑸⑸⑸⑹⑺⑺⑺  由表2不难看出,常范围糊控制的规则可用1个解析表达式近似概括为:U=-(E-C)/2式中E、C及U均为经过量化的模糊变量,其相应的论域分别为误差、误差变化及控制量。2 量化因子对控制系统性能的影响取ke=n/xe村干部强拆我家房子怎么办,kc=p/xc违建城管能强拆吗。若误差量化因子ke增大,缩小了误差的基本论域,则增大了误差的控制使用,使系统的调理死区变小,上升时间变短,但使超调增大,过度进程也变长,严重时将产生振荡;误差变化量化因子kc变大,即缩小了误差变化的基本论域,则系统的上升时间变长,超调量减小,系统反应迟钝;反之,上升速率变大,系统反应灵敏,但太小将引发较大的超调,调理时间变长,严重时使系统振荡而不能稳定运行。3 比例因子对控制系统性能的影响取ku=yu/l。比例因子ku只起比例作用,它把根据E和C的值查模糊控制查询表而得出的控制量U转化为1个精确量u的作用。但和1般控制系统的比例增益不同,它1般不影响系统的稳态误差。Ku越大,系统上升越快。但过大将使超调量增大,乃至引发控制系统振荡而不能稳定运行。4 自调解因子3维模糊控制器常范围糊控制用具有设计简单、编写控制程序方便的优点,但由于这类控制器采取固定的量化因子和比例因子,因此其动态品质和稳态性能不够理想;并且控制作用仅取决于误差及误差变化,没有考虑到误差变化率(在快锻机组中其物理实质为油缸的压力变化)对系统的影响。为了弥补常范围糊控制器的不足,应采取自调解因子3维模糊控制器,其控制规则的量化描述方式为U=-(αE+βC+(1-α-β)R)式中 α,β——加权系数,且α,β∈(0,1)E,C,R,U——经过量化的模糊变量,其相应论域分别为误差、误差变化、误差变化率和控制量具体叠代进程分为以下4步:① 由Uk=α1Ek+(1-α1)Ck算得调解因子α1=(Uk-Ck)/(Ek-Ck),故误差与误差变化的权重比为α1∶(1-α1)=(Uk-Ck)∶(Ek-Uk)② 将上1步的权重比代入式Uk+1=-〔αEk+1+βCk+1+(1-α-β)Rk+1〕,得Uk+1=-(β(Uk-Ck)/(Ek-Uk)Ek+1+βCk+1+(1-β(Uk-Ck)/(Ek-Uk)-β)Rk+1)③ 令Pk=(Uk-Ck)/(Ek-Uk),计算上式,得β=-(Uk+1+Rk+1)/(PkEk+1+Ck+1-PkRk+1-Rk+1)