电液比例速度系统的前馈模糊复合控制研究

　　电液比例速度控制系统在液压控制技术中有着广泛的应用，但电液比例速度控制系统是复杂的非线性高阶系统，具有环节多、非线性、回路间相互耦合等特点，因此，难以建立准确描述系统的数学模型，采用一般的控制策略很难取得好的效果．而模糊控制在解决电液比例速度系统这类工程问题中可以发挥模拟人类思维方式的独特性能，设计出具有较高智能化程度的实用系统，目前国际上在该领域已进入实用化时期，国内相关的研究也正蓬勃开展．笔者针对模糊控制负反馈系统中工业控制过程对象本身固有的惯性和滞后等特点，考虑到从扰动作用产生到被控量回复至给定值需要相当长的时间，但在精密电液比例速度控制系统中却是决不容许的，所以提出了把负载的扰动作为主要扰动，通过前馈控制器对其进行补偿，并在主控回路上采用了模糊控制和PID控制相合的控制策略，实验研究表明该方法使系统具有较好的动态性能品质．

　　1 电液比例速度试验系统

　　电液比例速度控制系统如图1所示．该系统由比例调速阀、二位两通换向阀、三位四通换向阀、油缸、传感器、A／D转换卡、D／A转换卡、比例放大器、计算机等组成．其作用是实现速度的精确控制．而负载干扰对精密速度控制系统的控制稳定性具有一定的影响，而该液压系统本身还有一些缺陷，如响应慢、非线性、参数较多等，表明该系统是一个较难的控制对象，所以采用较好动特性的控制器至关重要．

　　图1 控制系统原理图

　　2 前馈一模糊复合控制器的设计

　　该系统拟用的模糊智能控制包括前馈控制和反馈模糊一PID复合控制等，模糊动态控制器分别由采样量化器(Ke、Kce)、模糊控制规则推理判断自调器(模糊控制表)和控制量比例器Ku组成．其结构如图2所示．

　　(1)前馈控制器

　　负载扰动是影响该精密速度控制系统的主要因素，因此，把负载扰动作为主要扰动进行抑制，前馈控制器根据扰动的大小和方向，按照前馈调节规律，补偿扰动对被控量的影响．由于惯性和纯滞后，扰动作用到系统上，被控量尚未发生变化，前馈调节器就进行了补偿，可以使被控量因扰动作用而产生的偏差降低至最低，直至消失．但对于未被引入前馈调节的其它扰动则与负反馈控制相结合，起到取长补短的作用．

　　图2 比例速度控制系统的前馈模糊复合控制

　　由于负载系统本身无论从理论分析或实验测试上都存在误差，而前馈控制器的精度取决于对象特性的精确度，因此，其参数的整定有一定的难度，只能在一定范围下采用试凑的方法实现，可利用ACCESS数据库表对其进行评估判决．