CNC机床伺服系统中模糊自整定PID控制研究.pdf

第5期 机械设计与制造 2012年 5月 Machinery Design Manufacture 19 文章编号：1001—3997(2012)05—0019—02 CNC机床伺服系统中模糊 自整定PID控制研究 陈建文 李 垒 宋锦春 何 占军 (东北大学 机械工程与自动化学院，沈阳 110004) Researchonfuzzyauto-tuningPIDcontrolofCNC servosystem CHENJian-wen，LILei，SONGJin-chun，HEZhan-jun (SchoolofMechanicalEngineeringandAutomationNortheasternUniversity，Shenyangl10004，China) + q、‘ ， 一 十 十 — ’ 、t 十 一 ● 十 一 十 一 十 一 p ^ ^ q ● 、t十 、t h ● q、． 、‘十 ● —，d ht ，d ^● q、‘ 1 p h● 1■ ● q ● 1 + q、■十 十J H 、‘ ●db十 【摘 要】在CNC机床伺服进给系统中，控制对象的位置、速度具有不确定性和非线性，很难去建 立精确的数学模型，而常规PID控制器的参数无法随着被控对象参数的变化而及时调整。模糊控制降 低了对被控对象数学模型的要求，只需把经验知识转化为控制策略，进而使模型难以确定的复杂系统 得以有效的控制，模糊PID控制器结合了常规PID控制和模糊控制的优点。将其应用于CNC机床伺服 进给系统中，在 MATLAB环境下进行仿真分析，结果表明，模糊 自整定PID控制器具有更好鲁棒性，改 善了伺服进给系统的动态性能。 关键词：CNC机床；模糊 自整定；PID控制；MATLAB仿真 【Abstract】／nservofeedsystemofCNCmachinetools，thepositionandvelocityofcontrolledobject havethecharacteristicsofrandomnessandnonlineraity，whichisdifficulttoestablishaccuratemathemati— calmodeIs．However，thepraametersofconventionalPIDcontrollercan’tbeadjustedimmediatelywiththe praameterschangingofthecontrolledobj。ect．Yetthem zycontrolreducestherequestofmathematicalmod— eZ rcontrolledobjectbyonlytransformingtheexperiencetocontrolstrategy，andthecomplexsystemwill becontrolledeffective ThereforefuzzyPIDcontroller，combiningtheadvantagesofconventionalPIDcon— trolandfuzzycontrol，isappliedinservofeedsystemof CNCmachinetools，nadsimulatedandanalyzedin MATLAB，whichresuhshowsthatthef~zzyauto-tuningPIDcontrollerimprovesthedynamicpefformance oftheservofeedsystemwithitsbetterrobustness． Keywords：CNCmachinetools；Fuzzyauto-tuning；PID control；MATLABsimulation 中图分类号：TH16，TM921．54+2，TP273+．4 文献标识码 ：A