模糊PID控制技術在飛鋸定尺系統中的應用

王鵬

摘 要：飛鋸定尺是一種在管材、線材高速運行狀態下自動在線跟蹤、鋸切的技術。針對提高焊管和線材生產線中定尺飛鋸機控制精度的要求，文章在分析了控制系統組成的基礎上，提出一種基于飛鋸位置伺服系統的模糊PID控制策略， 設計出模糊PID控制器。實踐證明該系統不僅繼承了PID控制使用方便、魯棒性強，原理簡單的特點，同時擁有良好的靜、動態性能和抗干擾性，很好地解決了控制精度低的問題。

關鍵詞：飛鋸機；定尺；模糊PID控制；精度

中圖分類號：TP391.9 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）5-0031-02

定尺飛鋸機是管材和線材在線定長切割的重要設備，它在管材和線材高速運行過程當中進行在線追蹤、鋸切，回位，大大提高了加工效率。在加工過程當中，定尺飛鋸機的加工精度是一個需要解決好的關鍵問題。以往主要采用提高測量裝置精度、改善氣源壓力穩定、誤差修正等方式對系統進行優化，但要實現較高的控制精度，難度較大。我們采用PID控制技術和模糊控制技術相結合的方式，設計出一套飛鋸定尺控制系a

1 飛鋸控制系統組成

圖1為飛鋸控制系統組成，本系統采用PLC結合伺服控制器的控制方式，雙閉環控制系統。其中位置環保證裁剪精度和跟蹤性能，通過編碼器B將位置轉化為脈沖信號反饋進PLC做運算處理。伺服電機通過同軸安裝的編碼器C將速度反饋給伺服控制器，形成速度環做閉環控制。

2 控制方案的確定

常規的PID控制具有較好的魯棒性和通用性，但由于固定的系統參數，在不同的控制階段很難有最佳響應。飛鋸定尺系統中由于鋸車要在線追蹤、切割、回退，控制階段時刻在變化，因而用PID控制方式，效果并不十分理想；而模糊控制屬于PI調節，不具有積分功能，而且為了獲得較高控制精度就必須增加分檔級數，使得控制規則表龐大而使得系統不穩定。本系統為了取長補短，采用模糊PID的控制方法能夠在保證精度的前提下減少調節時間并使系統更加穩定，因此本文采用此種控制方法來對飛鋸定尺系統進行控制。

3 模糊PID控制系統的設計

3.1 確定模糊控制器的輸入輸出語句變量

根據使用慣例，本系統選擇誤差量e和誤差變化率ec為輸入語句變量，比例系數KP、積分系數KI和微分系數KD為輸出語句變量。

3.2 確定模糊子集

4 結 語

本飛鋸系統在投入生產后，使用結果表明，模糊PID控制不僅繼承了PID控制使用方便、魯棒性強，原理簡單的特點，同時擁有了良好的靜、動態性能和抗干擾性，很好地解決了控制精度低的問題。

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