基于模糊控制的液壓伺服控制系統研究

高明玉

（1.太原理工大學 信息工程學院，山西 太原 030024；2.山西大同煤礦集團 宏泰礦山工程建設有限責任公司，山西 大同 037003）

0 引言

作為液壓控制技術的一個重要研究分支，液壓伺服控制系統是自動控制領域的重要研究對象之一，近些年來，取得了很多研究成果［1－3］。液壓伺服控制系統的控制任務是使控制系統的被控制量不受干擾的影響，使系統的輸出能夠快速地跟蹤系統的輸入。隨著生產力的高速發展，要求液壓伺服控制系統的反應速度越來越快，超調量越來越小。

由于液壓伺服控制系統具有參數時變性、外負載干擾和非線性，采用傳統的PID控制，控制效果不是特別理想，而模糊控制的優點是不要求被控對象有精確的數學模型，并且對于非線性和不確定性的被控對象可以實現實時控制。本文分別運用PID控制和模糊控制對液壓伺服控制系統進行控制，并通過MATLAB仿真分析說明了模糊控制具有較好的動態和穩態性能。

1 液壓伺服控制系統模型設計

先建立液壓伺服控制系統的模型，如圖1 所示。它由控制器、放大器、伺服閥、液壓缸和負載、位置傳感器5大部分組成，其結構如圖2 所示。

對于非線性的液壓伺服系統進行線性化之后，其傳遞函數為：

2 PID控制器的設計

傳統PID控制器包含一個比例環節、一個積分環節和一個微分環節，它的輸入輸出形式可表示為：

其中：e（t）為PID控制器的輸入量；u（t）為PID控制器的輸出量；Kp，Ki，Kd分別為PID控制器的比例系數、積分系數和微分系數。……