基于模糊分数阶PID算法的物料输送伺服电机控制设计与分析.pdf

总第898期第3期河南科技

机械与动力工程

2025年2月HenanScienceandTechnology

基于模糊分数阶PID算法的物料输送伺服电机

控制设计与分析

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颜志强张宜乐黄炳华肖利良曾思航彭小冬

（1.福建武夷烟叶有限公司，福建南平354099；2.福建理工大学，福建福州350118）

摘要：【目的目的】针对烟箱自动喷码机物料输送过程中大惯性、非线性问题，提出一种基于模糊分数

阶PID算法的控制器设计方案，以提高伺服电机位置的控制精度。【方法方法】通过建立误差控制方程，

制定模糊控制规则，在Matlab/Simulink软件中进行仿真与控制实验，并与传统PID控制器进行对

比。【结果结果】实验结果表明：相较于传统PID控制器，模糊分数阶PID控制器具有较小超调量、响应

速度快的优点，能更好定位烟箱位置，实现最大位置偏差仅为0.812mm，且烟箱输送过程平稳、两

侧喷印效果较好。【结论结论】成功验证了模糊分数阶PID算法在伺服电机控制中具有较好性能和稳定

性，满足使用需求。

关键词：分数阶PID控制器；物料输送伺服电机；自动喷码机；控制系统；仿真分析

中图分类号：TM383.4文献标志码：A文章编号：1003-5168（2025）03-0020-05

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2025.03.004

DesignandAnalysisofMaterialConveyingServoMotorControlBased

onFuzzyFractional-orderPIDAlgorithm

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YANZhiqiangZHANGYileHUANGBinghuaXIAOLiliangZENGSihangPENGXiaodong

(1.FujianWuyiTobaccoCo.,Ltd.,Nanping354099,China;

2.FujianUniversityofTechnology,Fuzhou350118,China)

Abstract:[Purposes]Aimingatthelargeinertiaandnonlinearityproblemsinthematerialconveyingpro‐

cessofcigarettecaseautomaticcodingmachine,acontrollerdesignschemebasedonfuzzyfractional-

orderPIDalgorithmisproposedtoimprovethepositioncontrolaccuracyofservomotor.[Methods]Byes‐

tablishingtheerrorcontrolequation,formulatingthefuzzycontrolrules,thesimulationand