專利名稱：橫機(jī)伺服系統(tǒng)速度調(diào)節(jié)器的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于交流伺服系統(tǒng)的控制算法技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種橫機(jī)伺服系統(tǒng)速度調(diào)節(jié)器的控制方法。
背景技術(shù)：
隨著服裝行業(yè)的不斷發(fā)展，特別是針織工業(yè)迅速發(fā)展，已經(jīng)成為了紡織工業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)之一。近年來，我國的針織工業(yè)一直在穩(wěn)步增長，特別是在浙江省等地區(qū)，已經(jīng)有一批相對集中的針織品產(chǎn)銷基地。電腦橫機(jī)是一種雙針床緯編針織機(jī)，一直以來，它都是生產(chǎn)羊絨和針織衫等的主要機(jī)種。電腦橫機(jī)作為一種機(jī)電一體化設(shè)備，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，涉及到電力電子技術(shù)、電機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)和控制技術(shù)等相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域。通常情況下，電腦橫機(jī)主要是由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、給紗機(jī)構(gòu)、牽拉機(jī)構(gòu)、針床機(jī)構(gòu)和整機(jī)控制系統(tǒng)等部分組成。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)對于電腦橫機(jī)的編制速度和工作效率關(guān)系重大。電腦橫機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)通常都采用伺服電機(jī)進(jìn)行控制，因此我們需要保證伺服電機(jī)控制系統(tǒng)的控制精度和穩(wěn)定性。實(shí)際工程中的電腦橫機(jī)，其伺服系統(tǒng)的控制算法都采用傳統(tǒng)的PID控制，但PID控制基于電機(jī)的數(shù)學(xué)模型控制策略是其很大的弱點(diǎn)，即不可避免地要受到電機(jī)參數(shù)變化的影響，很難滿足現(xiàn)代橫機(jī)系統(tǒng)的控制要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種橫機(jī)伺服系統(tǒng)速度調(diào)節(jié)器的控制方法。本發(fā)明所提出橫機(jī)伺服系統(tǒng)速度調(diào)節(jié)器的控制方法包括以下步驟
步驟一、確定模糊控制器的輸入、輸出變量
本發(fā)明以電腦橫機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)行速度為控制對象，將實(shí)際參考速度和反饋的速度值的差值〃和差值的變化率M作為模
糊控制器的輸入，以傳統(tǒng)PI控制器參數(shù)的變化量△&、AZz作為輸出。步驟二、選擇輸入、輸出隸屬度函數(shù)及其論域 1)選擇隸屬度函數(shù)
輸入偏差e和偏差變化率E ,以及輸出Arp和Ar1的變量模糊集論域均為[-m，m]，其隸屬度函數(shù)采用三角形函數(shù)。根據(jù)工程實(shí)際情況，輸人變量e、ec、AfhAZj的模糊子集均為{負(fù)大、負(fù)中、負(fù)小、零、正小、正中、正大}，記為{NB，NM，NS，Z0，PS，PM，PB},將其量化到(-m，m)的區(qū)域內(nèi)，得其變量論域?yàn)閧-m,-m+1,…，2)確定量化因子和比例因子
設(shè)誤差的基本論域?yàn)閇- ,4]，誤差變化的基本論域?yàn)閇- , ]，輸出量的基本論域?yàn)閇Uj。設(shè)誤差變量、誤差變化量、控制量所取的模糊子集的論域…
誤差的量化因子f,、誤差變化的量化因子以及輸出控制量的比例因子分
別由下面的式子確定
權(quán)利要求
1.橫機(jī)伺服系統(tǒng)速度調(diào)節(jié)器的控制方法，其特征在于該方法包括以下步驟， 步驟一、確定模糊控制器的輸入、輸出變量 以電腦橫機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)行速度為控制對象，將實(shí)際參考速度和反饋的速度值的差值e和差值的變化車~作為模糊控制器的輸入，以傳統(tǒng)PI控制器參數(shù)的變化量Ali、AZj作為輸出； 步驟二、選擇輸入、輸出隸屬度函數(shù)及其論域 1)選擇隸屬度函數(shù) 輸入偏差e和偏差變化率^ ,以及輸出AZp和AZj的變量模糊集論域均為[-m，m]，其隸屬度函數(shù)采用三角形函數(shù)； 根據(jù)工程實(shí)際情況，輸人變量的模糊子集均為{負(fù)大、負(fù)中、負(fù)小、零、正小、正中、正大}，記為{NB，NM，NS，ZO，PS，PM，PB},將其量化到(_m，m)的區(qū)域內(nèi)，得其變量論域?yàn)閧-m,-m+1,…，m-1, m}； 2)確定量化因子和比例因子 設(shè)誤差的基本論域?yàn)閇-&為]，誤差變化的基本論域?yàn)?，輸出量的基本論域?yàn)閇U」； 設(shè)誤差變量、誤差變化量、控制量所取的模糊子集的論域■[-興; 誤差的量化因子誤差變化的量化因子以及輸出控制量的比例因子Zii分別由下面的式子確定 7jr m [e=—( I. I) ^ = — (1.2) K11=^-(1.3) m 步驟三、確定模糊控制規(guī)則 采用以下為pi參數(shù)的整定策略 (1)IeI較大時(shí)，為使系統(tǒng)具有較好的快速跟蹤性能，不論誤差的變化趨勢如何，都應(yīng)該取較大Kp，同時(shí)為避免系統(tǒng)響應(yīng)出現(xiàn)較大的超調(diào)，應(yīng)對積分作用加以限制，取較小的Ki ； (2)e中等時(shí)，為使系統(tǒng)響應(yīng)具有較小的超調(diào)，應(yīng)取較小的Kp，同時(shí)為保證系統(tǒng)的響應(yīng)速度，要選取適當(dāng)?shù)腒i ； (3)I e I較小時(shí)，為保證系統(tǒng)具有較好的穩(wěn)態(tài)性能，應(yīng)取較大的Kp和Ki ； 在這種整定策略的基礎(chǔ)上，建立Ait、AK1的模糊控制規(guī)則表； 步驟四、選擇模糊推理的方法 模糊推理合成規(guī)則遵循極大-極小合成規(guī)則，并采用Mamdani型模糊推理算法； 即采用如下形式的模糊隱含關(guān)系If E is A and EC is B theisC, AZ7 is D 步驟五、確定輸出量的去模糊化方法 模糊控制算法給出的控制量，還不能直接控制對象，實(shí)際輸出需進(jìn)行去模糊化處理，將其轉(zhuǎn)換到控制對象所能接受的基本論域中去，去模糊化處理算法采用重心法；
全文摘要
本發(fā)明針公開了一種橫機(jī)伺服系統(tǒng)速度調(diào)節(jié)器的控制方法，現(xiàn)有技術(shù)中系統(tǒng)的適應(yīng)性和穩(wěn)定性不高，本發(fā)明的模糊PI控制算法以電腦橫機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)行速度為控制對象，將實(shí)際參考速度和反饋的速度的差值和差值的變化率作為模糊控制器的輸入，通過選取合適的論域和隸屬度函數(shù)對輸入量進(jìn)行模糊化處理，利用實(shí)際中PI參數(shù)的整定策略設(shè)定了合適的模糊規(guī)則表，采用Mamdani型模糊推理算法和清晰化處理以后，輸出了PI控制器參數(shù)值的變化量和，從而實(shí)現(xiàn)對PI參數(shù)的在線校正，本發(fā)明克服了傳統(tǒng)手動(dòng)校正PI參數(shù)的弊端，實(shí)現(xiàn)PI參數(shù)的在線實(shí)時(shí)校正，從而提高了系統(tǒng)的適應(yīng)性和穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)G05B13/04GK102621892SQ20121009884
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月6日
發(fā)明者劉棟良, 張瑤, 武瑞斌, 鄭謝輝 申請人:杭州電子科技大學(xué)