模糊PID控制在磁悬浮系统中的应用-重庆理工大学学报.PDF

第２８卷　第５期 重 庆 理 工 大 学 学报（自然科学） ２０１４年５月 Ｖｏｌ．２８　　Ｎｏ．５ ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ） Ｍａｙ．２０１４  ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４－８４２５（ｚ）．２０１４．０５．００１ 模糊 ＰＩＤ控制在磁悬浮系统中的应用 １ ２ 宋荣荣 ，马卫华 （１．西南民族大学 计算机科学与技术学院，成都　６１００４１； ２．西南交通大学 牵引动力国家重点实验室，成都　６１００３１） 摘　　　要：基于模糊控制的思想，建立以悬浮系统为对象的数学模型，根据悬浮系统自身特点 并结合实际经验，找出输入变量误差Ｅ和误差变化率ＥＣ与ＰＩＤ的３个参数之间的模糊关系， 制定模糊控制规则，设计了一种模糊自整定ＰＩＤ控制器。该控制策略的优点是能在悬浮系统工 作时，对ＰＩＤ参数进行在线调节，以适应轨道不平顺的变化，使控制器跟踪精度高，响应速度快， 鲁棒性好。利用Ｍａｔｌａｂ中Ｆｕｚｚｙ和Ｍ函数的有机结合，通过仿真验证了模糊自整定ＰＩＤ控制系 统的可行性。结果表明：与传统的ＰＩＤ控制器相比，该方法能够对轨道的正弦波扰动和方波扰 动实现更有效的跟踪，对外加干扰具有更强的抑制能力。为解决轨道不平顺问题提供了一种 思路。 关　键　词：轨道不平顺；磁悬浮系统；模糊ＰＩＤ控制；Ｍａｔｌａｂ仿真 中图分类号：ＴＰ１３　　　　文献标识码：Ａ 文章编号：１６７４－８４２５（２０１４）０５－０００１－０６ ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＦｕｚｚｙＰＩＤＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒｉｎｔｈｅＭａｇｎｅｔｉｃＬｅｖｉｔａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ １ ２ ＳＯＮＧＲｏｎｇｒｏｎｇ，ＭＡＷｅｉｈｕａ （１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｆｏｒＮａｔｉｏｎａｌｉｔｙ， Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００４１，Ｃｈｉｎａ；２．ＴｒａｃｔｉｏｎｐｏｗｅｒｓｔａｔｅｋｅｙｌａｂｏｒａｔｏｒｙＳｏｕｔｈｗｅｓｔ ＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００３１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｔｈｅｏｒｙｏｆｆｕｚｚｙｃｏｎｔｒｏｌ，ｔｈｅａｒｔｉｃｌｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｔｈｅｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｌｅｖｉｔａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ，ｆｏｕｎｄｏｕｔｔｈｅｆｕｚｚｙｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｔｈｒｅｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆＰＩＤａｎｄ ｔｈｅｔｗｏｉｎｐｕｔｖａｒｉａｂｌｅｓｏｆｅｒｒｏｒａｎｄｅｒｒｏｒｃｈａｎｇｅｒａｔｅａｎｄｉｎｓｔｉｔｕｔｅｄｔｈｅｍｏｒｅａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅｆｕｚｚｙｃｏｎｔｒｏｌ ｒｕｌｅｓａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｓｉｎｇｌｅｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｌｅｖｉｔａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅｅｘｐｅｒｔ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ．ＴｈｅｎｗｅｄｅｓｉｇｎｓａｆｕｚｚｙｓｅｌｆｔｕｎｉｎｇＰＩＤｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ．Ｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙ ｉｓｔｈａｔｉｔｉｓａｂｌｅｔｏａｄｊｕｓｔＰＩＤｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｎｌｉｎｅｉｎｔｈｅｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｓｙｓｔｅｍｗｏｒｋａｄａｐｔｉｎｇｔｏｔｈｅｃｈａｎｇｅ ｏｆｔｈｅｔｒａｃｋｉｒｒｅｇｕｌａｒｉｔｙ，ｗｈｉｃｈｍａｋｅｓｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｔｏｂｅｈｉｇｈｔｒａｃｋｉｎｇａｃｃｕｒａｃｙ，ｆ