模糊PID在CNC粉末液压机控制系统中的应用研究.pdf

第 1 2期 2 0 1 3年 1 2月 组 合 机 床 与 自 动 化 加 工 技 术 M o d u l a r M a c h i n e To o l Aut o ma t i c M a n u f a c t ur i n g Te c hn i q ue N0． 1 2 De c ．2 01 3 文章编号 1 0 0 1 2 2 6 5 2 0 1 3 1 2 0 0 6 0 0 4 模糊 P I D在 C N C粉末液压机控制系统中的应用研究 冰 吴士鹏 ， 徐蕾 ， 俞建卫 ， 1 ． 合肥工业大 学 摩擦学研究所， 合肥 2 3 0 0 0 9 ；2 ． 安徽省粉末冶金工程技 术研 究 中心， 合肥 2 3 0 0 0 9 摘要 C N C粉末 台 金液压机 电液伺服控制 系统具有时变性、 易受干扰等特点， 运用常规的 P I D控制难 以达到满意的控制效果。文章应用模糊 P I D控制实现 了对 P I D参数的在线 自适应整定， 提 高了 P I D 控制器对 电液伺服 系统的调 节控制能力。在 单位 阶跃信号输入 下， 分别对 C N C粉末液压机的位置 与速度的模糊 P 1 D控制与常规 P I D控制进行仿 真分析 ， 结果表 明 与常规 P I D控制器相 比， 系统无论 是处于正常状 态下、 干扰状 态下还是其 阻尼比发生变化 时， 模糊 P I D控制器均表现 出了更高的控制 精度 、 更 强 的抗 干扰 能 力和 自适应控 制性 能 。 关 键词 C N C粉 末冶金 液压机 ； 模糊 P I D控 制 ； 电液伺服 系统 中图分类号 T H1 6 6 ； T P 2 7 3． 4 文献标识码 A S t u d y o n t h e Ap p l i c a t i o n o f Fu z z y P I D i n Co n t r o l S y s t e m o f CNC P o wd e r Hy d r a u l i c M a c h i n e WU S h i p e n g ，XU L e i ，YU J i a n w e i ’ ’ 1 ． I n s t i t u t e o f T r i b o l o g y ， H e f e i U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y ， He f e i 2 3 0 0 0 9， C h i n a ； 2 ． A n h u i R e s e a r c h C e n t e r f o r Me t a l l u r g y E n g i n e e r i n g T e c h n o l o g y ， H e f e i 2 3 0 0 0 9 ， C h i n a Ab s t r a c t I t i s d i ffi c u l t t o o b t a i n s a t i s f y i n g c o n t r ol pe rfo r m a n c e wi t h c o nv e n t i o n a l P I D i n t ha t t h e e l e c t r o hy d r a u l i c s e r vo s ys t e m o f CNC p o wd e r me t a l l u r g y h y d r a u l i c ma c hi ne i s t i me v a r y i n g a n d s u s c e p t i bl e t o i n t e rfe r e n c e．Howe v e r ，t h i s pa p e r i mpr o v e s t h e pe r f o rm a n c e o f PI D c o n t r o l l e r i n the e l e c t r o hy d r a u l i c s e r v o c o n t r o l s y s t e m by u s i n g f u z z y- P I D t o ma k e the P I D pa r a me t e r h a ve t h e a b i l i t y o f o n-- l i n e a d o p t i v e a d j u s t me n t ．T h e f u z z y P I D c o n t r o l and c o n v e n t i o n a l P I D c o n t r o l o f t h e C N C p o w d e r h y d r a u l i c ma c h i n e ’ S p o s i t i on a n d v e l o c i t y i s r e s p e c t i v e l y s i mul a t e d a n d a na l y z e d wi t h the un i t s t e p s i g na l i n p u t t e d．Th e r e s u i t s s h o w t h a t c o m p a r e d wi t h c o n v e n t i o n a l P I D c o ntro l l e r ，wh e n e v e r t h e s y s t e m i s i n a no rm a l s t a t e，t h e i n t e rfe r e n c e s t a t e o r i t s d a mp i ng r a t i o i s c h a n ge d，t h e f u z z y P I D c o nt r o l l e r n o t o n l y s h o ws a h i g h e r c on t r o l pr e c i s i o n b u t a l s o a s t r o n g e r a n t i i n t e rfe r e n c e a b i l i t y an d a n a d a p t i v e c o n t r o l p e rfo rm a n c e ． Ke y wor ds f u z z y P I D c o n t r o l ；CNC p o wd e r me t a l l u r g y h y d r a u l i c ma c h i n e；e l e c tro h y dra u l i c s e r v o c o n t r o l 0 引言 粉末冶金数控液压机电液伺服系统 的控制性 能 直接影响粉末冶金产 品的品质 ， 这 主要表现在两个 方面 首先 ， 位置控制直接影响粉末冶金产品的几何 形状和尺寸精度 ， 因此实时位置控 制是粉末 冶金液 压机的主控参数 ； 其次 ， 为了保证粉末产品的密度均 匀性以及防止粉末在 压制过程 中的横移 ， 各模冲的 压制速率必须相等 ， 因此对模 冲的速度控制要求很 高。由于粉末冶金液压机电液伺服控制系统在工作 过程 中受到如油液黏度 、 温度 、 现场工况等多种参量 因素的影响 ， 表现 出时变 、 干扰等不确定性 ， 而常规 的 P I D算法 ， 对于时变性 、 强干扰系统 的控制 自适应 能力差 ， 难 以达到理想的控制效果。为解决这一 问 题 ， 可 以通过实时调整 P I D参数来实现 。 模糊控制已成为智能 自动化控制研究 中最为活 跃而又富有成果的领域 。其 中， 模糊 P I D控制扮 演了非常重要 的角色 ， 并 将成为未来 控制理论研究 与应用的重点技术之一。到 目前为止 ， 虽然 P I D控 制在工业过 程控制应用 中仍 占有 主导地位 ， 但是在 一 些具有参数时变性、 强干扰 、 不确定 的工业控制系 统中 ， P I D控制表现出明显的缺陷， 如不 能够进行 自 适应控制 、 控制过程 中超调量过大或者控制严重振 荡甚至失控。而模糊 P I D控制器可 以满足不同工况 对 P I D参数 自整定的要求 ， 特别适合对具有时变性、 强干扰 、 不确定系统 的控制。因此 ， 本 文将模糊 P I D 控制应用到 C N C粉末液压机电液伺服控制系统以提 高其控制性能。 收稿 日期 2 0 1 30 4 2 5 基金项 目 国家 自然科学基金 5 1 0 7 5 1 1 4 作者简介 吴士鹏 1 9 8 8 一 ， 男 ， 安徽毫州人 ， 合肥 工业大 学摩擦 学研究所 硕士研 究生 ， 主 要研究 领域为计算 机集成 制造 系统 ， Em a i l w us h i p e n g 0 61 3 1 6 3 ． C O II I 。 2 0 1 3年 1 2月 吴士鹏， 等 模糊 P I D在 C N C粉末液压机控制系统中的应用研究 6 1 1 C NC粉末液压机的位置与速度控制模型 的 建 立 如图 1 所示 ， C N C粉末液压机 电液伺服控制 系 统主要 由控制器 、 电液伺 服阀、 液压缸 、 位移传感器 组成 。为了建立 C N C粉末液压机控制系统 的数学模 型 ， 必须对 C N C粉末液压机电液伺服控制系统 的主 要组成元件进行分析。 1 ． 1 电液伺服阀的传递函数 电液伺服阀是 电液伺服 系统 的核心元件 ， 是连 接电气元件与液压元件 的纽带。其性能对整个系统 特性有很大影响。由于在大多数 电液伺服控制系统 中， 伺服 阀的动态响应往往高于执行元件 的动态响 应。因此 ， 为了简化系统的分析 ， 伺服阀的传递 函数 一 般可 以用二阶振荡环节来表示。故设伺服 阀的传 递函数为 k s v S 厶S鲫 ． O J 2 sv 。 s ⋯ 式中， 一伺 服阀 的流量 增益 ； 一伺服 阀的频率 ； 一 伺服阀的阻尼 比。 1 ． 2 伺服液压缸的传递函数 伺服液压缸作为电液伺服系统的动力执行元件 ， 与普通液压缸相 比， 可以实现对位置、 速度的精 确控 制。在建立液压缸的模型时， 需要 阀的线性化流量方 程 、 液压缸的流量连续方程以及液压缸与负载的平衡 方程这三个方程， 具体的建模过程可参见文献[ 2 - 3 ] ， 这 里不再赘述 ， 只给 出液 压缸 活 塞位 移 与 阀芯位 移之 间的传递函数模型 ， 如式 2 所示。 一 ⋯ s ，s 2 ． ＼ I J 式中， 一伺服阀的阀芯位移 ； 一液压缸活塞位移 ； A 一液压 缸活塞杆 的面积 ； 一液 压缸 的阻 尼 比； 一 液压缸的响应频率。 1 ． 3 C N C粉末液压机的位置与速度控制模型 根据 C N C粉末液压机的工作要求， 分别选用力士 乐 4 WS 2 E M6 - 2 X型伺服阀以及力士乐 C G 2 8 0 D 6 3 0型 伺服液压缸作为 C N C粉末液压机电液伺服系统的伺 服阀与伺服缸。通过查阅伺服 阀与伺服缸的使 用手 册 ， 最终确定液压控制系统各参数 ， 如表 1 所示。 将式 1 、 式 2 的伺服阀与伺服缸的传递函数联 立相乘， 并将表 1的参数值代入 ， 则可得 C N C粉末液 压机的位置控制系统的开环传递函数为 l J 了 对式 3 进行积分 ， 则可得 到速度控制系统的开 环传递函数为 G v s 4 表 1 液压 系统参数值 序号 参数 参数名称 参数值 I 伺服 阀的流量增益 3 ． 3 31 0一 i n ’ S A 2 ￡ J 5 伺服 阀的固有频率 2 0 1 0 r a d ／ s 3 伺 服阀的阻尼 比 O ． 7 4 A 液压缸活塞杆 的面积 0 ． 0 0 3 1 4 m 5 t O h 液压 缸的固有频率 2 9 6 r a d ／ s 6 液压 阻尼 比 O ． 2 2 C NC粉末液压机 的模糊 P I D控 制器设计 2 ． 1 模糊 P I D控制器的基本原理 模糊 P I D控制器由 P I D控制器和模糊控制器两部 分构成， 其结构如图 2所示。模糊 自整定 P I D设计思 想是先找出 P I D三个参数与偏差 e 和偏差变化率 e c 之 间的模糊关系， 在工作中通过不断检测 e 和 e c ， 再根据 模糊控制原理对 P I D的三个参数进行在线校正 ， 以满 足不同 e 和 e c 对控制器参数的不同要求 ， 而使被控对 象有良好的动 、 静态性能。其工作过程可大致分为这 几个步骤 首先 ， 控制器输入量的模糊化 ； 其次， 依据模 糊控制规则 ， 应用模糊逻辑推理得出控制器的模糊输 出量 ； 第三 ， 将模糊输出量乘以量化因子得到精确量即 P I D三个参数的调整量 ； 最后 ， 将 P I D三个参数的调整 量分别与 P I D的初始值相加， 得到 P I D新的控制参数。 图 2 模糊 P I D控制器结构 模糊 P I D控制器调整 P I D参数计算公式⋯为 △ K i K A Ki K j △ K d 5 式中， 、 、 一模糊 P I D控制器的初始 P I D参数 ， △ 、 A K 、 A K d --P I D参数 的调整值。 2 ． 2 确定语言变量及其隶属函数 模糊 P I D控制器 以系统误差 e t 、 误差变化率 e c t 为输入 ， 以 P I D参数 的调整量 △ 、 △ 、 △ 为 输 出。因此， 选取 e 、 e c t 、 A 、 A K 、 A K 为模糊 P I D控制器的语言变量 。对于这 5个语言变量 ， 各个 语言变量的语 言值选 用 N B 负大 、 N M 负 中 、 N S 负小 、 Z O 零 、 P S 正小 、 P M 正 中 、 船 正大 这 7个语言值来描述 。输入变量 e 、 e c的模糊论域均 为 { 一 3 ， 一2 ， 一1 ， 0， 1 ， 2 ， 3} ； 输 出变量 △ K 。 、 A K 和 △ 的模糊论域也均为{ 一 3 ， 一 2 ， 一l ， 0 ， l ， 2 ， 3 } 。 为了计算 的方便 ， 模糊 P I D控制器的输入、 输 出变量 均选用三角形和高斯 曲线形 的隶属 函数。隶属函数 6 2 组合机床与自动化J j n - r 技术 第 l 2期 的图形如图 3所示 。 图 3 模 糊 P I D 的输入 、 输出变量 隶属 函数 2 ． 3模糊规则的确定 根据 。 、 K 和 三个参数在 P I D控制过程中的 作用 ， 可以归纳 出 P I D的 3个参数在控制过程 中的 调整规则 1 参数 K 的作用是减小 系统误差 ， 增加 系统 响应的快 速性 。它主要与系统的偏差有关 ， 当系统 误差 I e t l 较大时 ， K 也较 大； 而 当系统误差 f e t l 较小 ， K 也较 小。参考 文献 [ 5 ] 建立如表 2所示 的 的模糊控制规则。 表 2 的模糊控 制规则表 NB NM Ns Z0 P S P M PB NB PB PB PM PM Ps Z0 Z0 NM P B P B P M P s Ps ZD Ns NS P M P M P M Ps Z0 NS Ns Z0 PM PM P S Z0 Ns NM NM PS PS P S ZO N s s NM NM P M PS ZD Ns N M NM NM NB pB Z0 ZD NM NM NM NB NB 2 K 的作用是消除系统 的稳态误差。K 越大 ， 系统稳态误差消除越快 ， 但是 K 过大， 则系统在响应 过程的初期会产生积分饱和现象 ， 从而引起响应过程 的较大超调； 若 K 过小 ， 系统的稳态误差难以消除 ， 从 而影响系统的调节精度 J 。因此 ， 可建立如表 3所示 的 K 的模糊控制规则。 表 3 K 的模糊控制规则表 NB NM Ns ZO P S P M P B NB NB NB NM NM Ns ZD Z0 NM NB NB NM s Ns ZO Z0 Ns NB NM Ns Ns ZD Ps P S Z0 NM NM Ns ZD Ps PM P M PS NM Ns Z0 PS PS PM PB P M Z0 ZD Ps Ps PM PB PB PB ZO ZD P S P M PM PB P B 3 K d的主要作用是在抑制系统误差 向任何方向 的变化 ， 对误差变化进行提前预报。但 K 过大 ， 会使 响应过程过分提前制动 ， 从而延长系统调节时间， 并且 系统的抗干扰能力差。参考文献[ 7 ] 建立如表 4所示 的 的模 糊控制规 则 。 表 4 K a 的模糊控制规则表 NB NM Ns D P s PM PB NB P s NS NB NB NB NM Ps NM PS NS NB NM NM Nz Z0 Ns ZD NS NM NM Ns NS ZD Z0 ZD Ns Ns Ns N s Ns Z0 Ps Zf ZD Z0 Z0 Z0 Z0 Z0 PM PB Ns PS Ps P S Ps P B P B P口 PM PM PM P S Ps PB 2 ． 4 模糊推理与模糊判决的确定 对位置与速度模糊 P I D控制均采用 M a m d a n i 推理 法进行模糊推理运算， 并都采用加权平均法进行模糊 判决。另外， 为了便于模糊 P I D控制器的实时控制 ， 采 用的模糊控制算法是查表法。 3 C N C粉末 液压 机 电液伺 服控 制 系统 单位 阶跃响应分析 为了检验所设计的位置与速度模糊 P I D控制器的 控制性能 ， 在单位阶跃信号输入下， 分别在系统无干扰 、 系统加 干扰 以及系统 阻尼 比 发生变化 这 三种状态下 对 P I D控制与模糊 P I D控制进行仿真分析。 3 ． 1 系统正常状态下单位阶跃响应仿真分析 根据 C N C粉末液压机位置控制系统的数学模型 式 3 与速度控制系统的数学模型 式 4 ， 分别对模糊 P I D控制与P I D控制进行单位阶跃响应仿真实验。位置 与速度控制的仿真结果分别如图4 、 图5所示。 图 4 位 置 P I D控制与模糊 P I D控 制的 单位 阶跃响应 t l me s J 图 5 速度 P I D控制与模糊 P I D控制的单位 阶跃 响应 从图4 、 图5可以看出， 在单位阶跃 响应的初始阶段 ， 与 P I D控制相比， 位置模糊 P I D控制与速度模糊 P I D 控 制的单位 阶跃 响应 的上升 时 间与调 整 时问更 短 ， 表 现出了比 P I D控制更优的控制性能。为了进一步对 P I D控制与模糊 P I D控制的控制性能进行量化 比较， 分别计算出位置 、 速度的 P I D控制与模糊 P I D控制的 ●l●O 0 0 O 一 毫 西簿 2 0 1 3年 1 2月 吴士鹏 ， 等模糊 P I D在 C N C粉末液压机控制系统 中的应用研究 6 3 单位阶跃响应指标 ， 如表 5 、 表 6所示。 表 5 位 置 P I D与模糊 P I D控制单位 阶跃响应- 陛能指标 响应指标 P I D控制 模糊 P I D控制 上升时间 t s 0 ． 3 0 5 0 ． 2 6 7 峰值 时间 t 。 s O ． 5 1 9 0 ． 4 9 5 调整时 间 t s 0 ． 5 5 3 0 ． 5 0 1 稳态误差 e ％ O ． 0 0 0 9 0 8 0 ． 0 0 0 6 3 7 最大超调量 ％ O 0 表 6 速度 P I D与模糊 P I D控 制单位 阶跃响应性能指标 响应指标 P I D控制 模糊 P I D控制 上升 时间 t ， s O ． 1 1 0 0 ． 0 9 7 峰值时间 t 。 O ． 1 1 2 O ． 1 0 O 调整 时间 t s 0 ． 1 2 9 0 ． 1 O 5 稳态误差 e ％ 一 2 ． 2 Xl 0 1 4 O 最 大超调量 ％ 8 ． 4 7 7 5 X1 0一 5 ． 3 5 7 1 X1 0一 3 ． 2 系统加干扰单位 阶跃响应仿真分析 C N C粉末液压机电液伺服控制系统在实际工作过 程存在各种扰动的影响， 因此， 抗干扰性能是衡量系统 控制性能需考虑的一项重要因素。为了验证模糊 P I D 的抗干扰能力， 保持 P I D参数和模糊 P I D控制器参数不 变， 分别在 P I D与模糊 P I D控制的单位响应阶跃过程中 加入随机干扰 干扰在第 1 s 加入， 干扰的持续时间为 0 ． 1 s ， 则位置 、 速度的 P I D控制与模糊 P I D控制的单位 阶跃响应分别如图6 、 图7所示。 图 6 位 置 P I P 与模糊 P I D 的加干扰单位 阶跃 响应 t i me s 图 7 速度 P I D 与模糊 P I D的加干扰单位阶跃响应 由图6可以看出， 在加入干扰后 ， 位置 P I D控制的 波动幅度明显大于位置模糊 P I D控制， 并且位置模糊 P I D控制克服干扰重新 回到稳定状 态所需要 的时间 约 0 ． 3 s 也小于位置 P I D控制克服干扰重新 回到稳 定状态所需要 的时间 约 0 ． 5 s 。从 图 7可 以看 出 ， 在 加人干扰后 ， 速度 P I D控制的响应过程发生 了剧烈的 振荡， 而速度模糊 P I D控制虽然也发生了振荡， 但振荡 的幅度小 ， 并且重新 回到稳态所 需的时 间短 ， 能够较快 的消除 干扰引起 的抖振 ， 并 且在 回到稳 态 的过程 中系 统没有持续波动 ， 表现出了良好的抗干扰性。 3 ． 3 系统参数变化仿真结果对比分析 由于 电液位 置伺 服 系统参数 的时变性 ， 特别 是液 压阻尼 比 是一个不容易准确计算的参数 ， 并且变化 范围大。为了验证模糊 P I D对时变系统的自适应性 ， 保持 P I D参数和模糊 P I D控制器参数不变， 假设 C N C 粉末液压机电液控制系统的阻尼比 由 0 ． 2变化为 0 ． 6 ， 则得到 变化后系统的位置与速度开环传递函 数 分别为式 5 、 式 6 所 示 。 一一 一 一 。 一 2 ． 8 2 51 0- 1 2 5 5 8 ．9 5 31 0- 9 S 4 1 ．4 4 8 51 0- 5 5 3 4． 7 5 0 61 0- 3 5 2 5 一 一 一 2 ． 8 2 51 0 1 2 5 4 8 ．9 5 31 0- 9 5 3 1．4 4 8 51 0- 5 5 2 4．7 5 0 61 0- 3 5 1 6 分别对式 5 、 式 6 进行单位阶跃响应 ， 则可得系 统阻尼比 发生变化后的位置、 速度的 P I D控制与模 糊 P I D的单位阶跃响应情况。位置的 P I D控制与模糊 P I D控制的单位阶跃响应如图 8 所示， 速度的P I D控制 与模糊 P I D控制的单位阶跃响应如图9所示。 { 墓 1 ． 0 0 ． 4 0 ． 2 图 8系统 阻尼 比改变后位置 P I D与 模糊 P I D控制的单位阶跃响应 图 9系统 阻尼比改变后 速度 P I D与 模糊 P I D控 制的单位 阶跃 响应 由图 8可以看出， 当系统阻尼比 改变时， 位置 模糊 P I D控制器仍然能够保持 良好的控制性能， 具体 表现 在单位阶跃响应过程中， 系统没有超调和振荡， 整个响应过程平滑稳定。而这时的位置 P I D控制器 由 于不能够 自适应的调整其 P I D控制参数， 位置 P I D控 制器已经不能对系统进行有效控制了， 出现了持续的 振荡 ， 系统表现出很强的不稳定性。从图9可以看 出， 当系统参数 改变时， 速度 P I D控制在响应过程中出 现 了振荡 ， 具有较 大 的超调 量 。而速度 模糊 P I D控 制 具有 自适应的调整 P I D的参数特性 ， 因此仍然能够具 有 良好 的控 制性能 。 下转 第 6 7页 1 1 1 l 0 0 O O 一 ／ 哪 茁簿 2 0 1 3年 l 2月 宁 磊， 等 基于 P S D深孔钻削孔轴线在线检测方案探讨 6 7 5 结束语 通过以上的分析我们可以得到 假如 A和 的坐 标都是 O ， 0 ， 得知钻头处于正常情况下 ； 假如 B点坐 标几乎接近坐标原点 ， 而 A点离得较远时， 钻头处于绕 轴偏斜情况下； 假如 A点坐标为 0 ， 0 B点为 0 ， 2 h 时， 钻头向上平移了 h ； 当A和 坐标都离坐标原点较 远， 钻头既偏斜又平移。A点和 点的坐标可以根据 公式 7 和 8 计算出， 由计算机对采集到的数据进行 处理 ， 最终算出钻头偏斜的角度和位置的变化。 要提高加工孔 的质量 ， 从影响孔轴线偏斜的因素 进行分析 ， 并借助于现有的技术提出切实可行的方案。 深孔轴线在线检测系统将光的反射原理 以及 P S D技 术结合起来 ， 虽然技术不是很成熟并且有一定 的局限 性 ， 但是可以给深孔钻削加工 中孔轴线检测提供了一 定的参考 ， 因此该课题的研究必将是长期的。 [ 参考文献] [ 1 ]王宁侠． 深孔直线度检测装置的设计及应用[ J ] ． 机械设 计与制造， 2 0 0 7 2 1 21 3 ． [ 2 ]刘雷 ， 杨文宽． 深孔轴线偏斜因素分析[ J ] ． 齐齐哈尔大 学学报 自然科学版 ， 2 0 1 1 ， 2 7 1 9 39 4 ． [ 3 ]A k i o K a t s u k i ， H i r o m i c h i O n i k u r a ， T a k a o S a j i ma ． D e v e l o p me n t o f a pr a c t i c a l h i g h-- Pe r f o r ma n c e 1 a s t e r ． - g ui d e d e e p ho l e b o ri n g t o o l I m p r o v e me n t i n g u i d i n g s tr a t e g y[ J ] ．P r e c i s i o n En g i ne e r i n g， 201 1， 3 5 22122 7． [ 4 ]高本河 ， 郑力， 李志忠， 等． 深孔钻削中孔轴线偏斜的纠偏 理论与方法研究[ J ] ． 兵工学报， 2 0 0 3 ， 2 4 2 2 3 4 2 3 7 ． [ 5 ]C ． H ．G a o ， K．C h e n g ， D ．K i r k w o o d ． T h e i n v e s t i g a t i o n o n t h e m a c h i n i n g p r o c e s s o f B T A d e e p h o l e d r i l l i n g [ J ] ． J o u r n a l of M a t e r i a l s P r o c e s s i n g T e c h n o l o g y 1 0 7 2 0 0 0 2 2 22 2 7 ． [ 6 ]Y． S L i u ， T ． Q Wa n g ， X ． Y Ma ． H o l e s t r a i g h t n e s s m e a s u r e m e n t of A u t o m a t i c C o n t r o l S y s t e m D e s i g n [ J ] ． P r o c e d i a E n g i n e e r i n g 1 5 2 0 1 1 2 8 8～ 2 9 2 ． [ 7 ]尹晓霞． 难切削材料的深孔钻削及纠偏技术研究[ D] ． 太 原 中北大学 ， 2 0 1 0 ． [ 8 ]王世清． 深孔加工技术[ M] ． 西安 西北工业大学出版社 ， 20 03． [ 9 ]杨顺田， 侯忠坤． 深孑 L 钻削中受力分析与切削参数定量分 析[ J ] ．组合机床与 自动化加工技术， 2 0 1 3 ， 1 1 1 3 11 7 ． [ 1 0 ] 庞亚平． 位置敏感探测器的发展状况及应用研究[ J ] ． 科 技情报开发与经济， 2 0 0 6 ， 1 6 24 1 8 31 8 4 ． [ 1 1 ] 王国辉， 侯新忠． 基于 P S D器件 的深孔直线度检测设计 研究[ J ] ．装甲兵工程学院学报， 2 0 0 4 ， 1 8 4 6 2 6 5 ． [ 1 2 ] 匡萃方， 冯其波， 陈士谦等． 基于激光准直直线度测量方 法的研究[ J ] ． 光学技术， 2 0 0 3 ， 2 9 6 6 9 9 7 0 1 ． 编辑赵蓉 上接 第 6 3页 4 结束语 1 针对粉末冶金数控液压机的电液位置伺服系 统具有时变性、 强干扰等特性 ， 而常规 P I D控制器对这 样的系统又难 以达到理想的控制效果 ， 因此设计 了模 糊 P I D控制器对系统进行 自适应控制。 2 为了验证模糊 P I D与 P I D控制的对 比效果 ， 分别用模糊 P I D控制与 P I D控制对粉末冶金液压机的 电液伺服系统进行仿真分析。仿真结果表明 在系统 正常工作状态 即无 干扰 ， 无参数 时变 下， 模糊 P I D 比常规的 P I D控制具有更好的控制性能， 但其控制性 能的优越性并不是很明显； 在系统有干扰的状态下 ， 与 常规 P I D控制相比， 模糊 P I D具有良好的抗干扰能力 ； 在系统阻尼 比 发生变化的状态下， 由于模糊 P I D控 制器具有 自适应调 整其 P I D参 数 的特性 ， 仍 然 对系 统 具有良好的控制能力， 表现 出了很强的 自适应控制性 能， 而这时常规 P I D对系统的控制能力有较大的下降， 甚至控制 系统 出现不稳定 的现象 。因此， 综合 常规 P I D控制与模糊 P I D控制的单位阶跃 响应的情况， 模 糊 P I D控制器 比常规 P I D控制器具有更优 的控制性 能 。 [ 参考文献] [ 1 ]胡包钢 ， 应浩．模糊 自适应 P I D控制研究发展回顾及其 面临的若干重要问题 [ J ] ．自动化学报， 2 0 0 1 ， 2 7 4 567581． [ 2 ]关景泰．机 电液控制技术 [ M] ．上海 同济大学 出版 社 ， 2 0 0 3 ． [ 3 ]高钦和， 龙勇， 马长林 ， 等．机电液一体化建模与仿真技 术[ M] ．北京 电子工业出版社， 2 0 1 2 ． [ 4 ]曾光奇， 胡均安 ， 王东 ， 等．模糊控制理论与工程应用 [ M] ．武汉 华中科技大学出版社， 2 0 0 6 ． [ 5 ]田凡．电液伺服系统模糊P I D控制仿真与试验研究[ D ] ． 太原 太原理工大学 ， 2 0 1 0 ． [ 6 ]张化光， 孟祥平．智能控制理论及应用[ M] ．北京 机械 工业 出版社 ， 2 0 0 5 ． [ 7 ]韩江， 余仲元， 何高清， 等．模糊 自适应 P I D控制在数控 精密校直机电液伺服系统中的应用研究[ J ] ．组合机床 与 自动化加工技术， 2 0 0 9 8 5 45 6 ． [ 8 ]O y s a l Y ． ， K o k l o k a y a E ． ， Y i l m a x A ． S ． ． F u z z y P I D c o n t r o l l e r d e s i g n f o r l o a d f r e q u e nc y c o n t r o l us i ng g a i n s c ali n g t e c hn i qu e [ J ] ．I n t e rna t i o n a l c o n f e r e n c e o n E l e c t ri c P o w d e r E n g i n e e r - i n g ， 1 9 9 9 1 7 8 ． [ 9 ]Wa n g n i n g ． A f u z z y P I D c o n t r o l l e r f o r m u t i l m o d e l p l a n t s [ J ] ．P r o c e e d i n g s 2 0 0 2 I n t e r n a ti o n al C o n f e r e n c e O i l M a c h i n e L e a rni n g a n d C y b e r n e t i c s ， 2 0 0 2 3 1 4 0 1 1 4 0 4 ． [ 1 0 ]张建民， 王涛， 王忠礼．智能控制原理及应用 [ M] ．北 京 冶金工业 出版社 ， 2 0 0 3 ． 编辑赵蓉