本文關(guān)鍵詞：低壓鑄造液面加壓控制，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

模糊控制,PID,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制

2010年4月第38卷第7期

機(jī)床與液壓

MACHINETOOL&HYDRAULICS

Apr12010

Vol138No17

DOI:10.3969/j1issn11001-3881120101071022

基于模糊PID的低壓鑄造液面加壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

余永維,黃強(qiáng),張根寶

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(11重慶理工大學(xué)汽車(chē)學(xué)院重慶市汽車(chē)零部件及其檢測(cè)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,重慶400050;

21重慶大學(xué),重慶400040)

摘要:液面加壓控制是保證低壓鑄造質(zhì)量的關(guān)鍵。針對(duì)傳統(tǒng)的PID液面加壓系統(tǒng)存在壓力波動(dòng)大且壓力曲線重復(fù)性差等缺點(diǎn),提出基于模糊自適應(yīng)PID的液面加壓控制系統(tǒng),闡述模糊PID控制器的設(shè)計(jì)方法,介紹基于PLC的該加壓系統(tǒng)的軟硬件實(shí)現(xiàn)方法。該系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中取得了較好的效果。

關(guān)鍵詞:模糊控制;PID控制;液面加壓;低壓鑄造中圖分類號(hào):TG24919　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A　　文章編號(hào):1001-3881(2010)7-068-DesignonFluidSurfaceForcLowPressureDieonID

YUYongweiGenbao

(11KeyLabofAutomobilePartsogyofChongqing,AutomobileCollege,ChongqingUniversityofChina;21ChongqingUniversity,Chongqing400040,China)

Abstract:controlisthekeyfactorforensuringthequalityoflowpressurediecasting.AccordingtosuchproblemsasponsandpoorreproducibilityofpressurecurveoftheconventionalPIDcontrolsystem,thefluidsur2faceforcingcontrolsystembasedonFuzzyPIDwasputforward.ThedesignmethodofFuzzyPIDcontrollerwasanalyzed.Therealiza2tionmethodsofthesoftwareandthehardwarebasedonPLCwereexpounded.Thissystemhasgoodeffectinpractice.

Keywords:Fuzzycontrol;PIDcontrol;Fluidsurfaceforcingcontrol;Lowpressurediecasting

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　　低壓鑄造是目前廣泛應(yīng)用于鑄造、冶金等領(lǐng)域的特種鑄造成型工藝,其主要工藝過(guò)程(升液、充型、增壓和保壓等)都是靠液面加壓控制系統(tǒng)對(duì)壓力的

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控制來(lái)實(shí)現(xiàn)的。因此,液面加壓控制系統(tǒng)是低壓鑄造設(shè)備的關(guān)鍵組成部分,是低壓鑄造成品率和低壓鑄件質(zhì)量的根本保證。

現(xiàn)有的液面加壓控制系統(tǒng)多采用PID(比例、微分、積分)控制,PID控制系統(tǒng)性能的好壞取決于PID參數(shù)Kp、Ki和Kd的準(zhǔn)確度,獲得準(zhǔn)確的Kp、Ki和Kd參數(shù)要求建立精確的數(shù)學(xué)模型,而低壓鑄造加壓系統(tǒng)是一個(gè)大滯后、非線性的時(shí)變系統(tǒng),難以建立

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準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型。并且,由于低壓鑄造生產(chǎn)過(guò)程中,液面下降、溫度波動(dòng)以及供氣壓力變化等干擾因素的存在,即使得到較準(zhǔn)確的Kp、Ki和Kd參數(shù),固定的Kp、Ki和Kd參數(shù)也不能使整個(gè)控制過(guò)程達(dá)到最優(yōu)。所以常規(guī)PID液面加壓控制系統(tǒng)在實(shí)際生產(chǎn)中存在壓力波動(dòng)大、實(shí)際的加壓曲線不能很好跟蹤給定加壓曲線等缺點(diǎn),造成鑄件質(zhì)量差且不穩(wěn)定。

作者針對(duì)低壓鑄造過(guò)程的不確定性、時(shí)變性和常

[1-6]

規(guī)PID控制對(duì)動(dòng)態(tài)的加壓系統(tǒng)難以獲得滿意的控制效果的情況,設(shè)計(jì)了基于模糊自適應(yīng)PID的液面加壓控制系統(tǒng),將人工智能與PID控制結(jié)合起來(lái),根據(jù)低壓鑄造的工作狀況不斷在線修正Kp、Ki和Kd參數(shù),大大提高了低壓鑄造液面加壓的動(dòng)態(tài)性能和控制精度,在實(shí)際調(diào)試中得到了較好的效果。

1　模糊PID控制器的結(jié)構(gòu)

作者設(shè)計(jì)的模糊控制器滿足不同的壓力偏差e和壓力偏差變化率ec對(duì)PID自整定的要求,其根據(jù)模糊控制規(guī)則進(jìn)行模糊推理,在線對(duì)PID參數(shù)進(jìn)行修正�；谀：齈ID的液面加壓控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所

示。

圖1　基于模糊PID的液面加壓控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

收稿日期:2009-11-25

基金項(xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目(50835008)

作者簡(jiǎn)介:余永維(1973—),男,博士研究生,主要從事自動(dòng)控制、機(jī)電技術(shù)等的研究。電話:13098706012,E-mail:

ftong@1261com。

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