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模糊控制的优点在于无须知道被控系统精确的数学模型,即可根据系统的误差等输入自动进行参数的调整 升降车租赁, 升降车出租, 升降车价格 本义综合模糊的原理,设计了一个适用于升降车六自由度平台单缸模型的闭环运动控制器,并在本节进行仿真验证。本控制器采用误差e和误差变化率ec作为输入,比例系数增量分系数增量和微分系数增量:作为输出,因此是2-3维模糊控制器。首先进行模糊语言变量、语言值和模糊论域的确定。在系统实际运动过程中,误差e和误差变化率ec都是连续变量,输出变量也是连续变量,因此引入量化因子、来讲连续变量转化成模糊变量,引入比例因子、来将输出变量的模糊值转化成精确的值。一般来说,对于模糊论域为[-3,3]的模糊控制器,量化因子和比例因子的取值:对应变量的最小值基本论域的取值范围将直接影响系统的动、静态响应性能:基本论域过小时则会使系统的调节时间变长,超调过大;基本论域过大则又会使系统稳态精度降低。因此义须对量化因子和比例因子进行合理的取值。一般需要根据系统的实际响应对模糊控制器的量化因子和比例因子不断调试,直至系统具有高性能的响应。根据升降车六自由度平台的控制性能要求及相关的仿真环节分析,模糊控制器的比例因子和量化因子取值。 确定输入输出变量的语言值以及论域后,接下来进行各语言值模糊化隶属菌数的确定。Simink模糊控制工具箱中提供了多种隶属度函数,如高斯函数、呈角型隶属函数、梯形隶属函数等。对于本控制器,确定各输入输出变量各语言值的隶属函数。对于大部分语言值,为了方便计算,都选择工角型隶属函数,而对于NB和PB两个语言值,为了对防止边缘出现突变,分别选择Z型以及S型隶属函数。输入变量E的隶属函数分布图,其他四个变量的隶属函数取值均与变量相同。
模糊控制规则的设定是模糊器设计最重要的部分,模糊规则设定的是否合理直接影响到模糊控制的效果。根据专家经验和物理橫型推埋,将专家知识和操作人员长期累的经骆通过总结后用摸糊变量语言值W描述后便变成了模糊控制规则。对于模糊控制器来说,其调控的对象为比例、积分、微分工个参数,因此根据前文总结的pm各参数对系统性能的影响,结合升降车六自由度平台单缸位置闭环控制的实际场景,制定出针对不同的位移误差e和误差变化率ec,控制器输出量、的模糊控制策咯为:
(1)在系统运行的早期阶段,位移误差较大,为了获得较大的控制电压以及流量,可1-;(选择较大的值;同时为了避免位移偏差e瞬间变大,徵分出现过饱和现象,使系统调节时间增长,应使值取中等。为了避免早期由于偏差过大使积分过饱和,导致系统出现较大趙调,常使A/[,取小值。
(2)在系统运行的中期,位移偏差e和偏差变化率ec大小中等,为了避免使系统出现较大超调,应取小值,A取中值。
(3)在系统运行的后期,此时偏差e较小,为了减小系统稳态误差,提高系统稳寇精度,A&应取大值;同时为了避免系统振荡,提高系统的抗千扰能为,Ai苗的取值应结合|ec|值的大小来选取,|ec|较大时,AKd取大值,反之取小值。
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同时,在制定升降车六自由度平台的模糊控制器模糊控制规则的过程中,我们还应遵循以下工个原则:1)我们选用是的对称阀,缸的运动方向可以通过改变阀的控制电压的正负来改变,因此我们的模糊规则表需要采用对称的形式。摸糊控制器的输出电压的正负与大小主要受缸位移误差的影响。位姿误差变化率只影响棋糊控制器的输出值大小. 3)当e很小而ec为负时,为了避免超调,将对应的模糊推理值设为0,即ZE。综合上述原则,可制定单缸模糊控制器的棋糊规则表,实现模糊规则确定后需确定模糊推理方法,本控制器采用常见的Mandani极小运算法。在给定控制器输入e和ec的精确值后,由对位语言变量的足和£C的隶属函数计算出输出变量的模糊推理值,然后根据输出变量的模糊值进行解模糊运算后乘W量化因子即得到我们所需的增量。 析同时为基于模糊控制器与普通控制器的单缸伺服系统仿真模型加入一一个给定幅值为1的阶跃响应信号,并将系统动态响应结果输出到Workspace中,利用iMatl化绘图工具得到的阶跃响应对比图。单缸系统在普通控制器下有15%左右的超调量,模糊控制器下超调量减少到2%左右,虽然响应时间慢一些,但是本升降车六自由度平台的使用场景为低频运动,其运动精度要求要高于其响拉时间。系统输入方波信号时,系统的响应。单缸系统在方波信号的上升沿和下降沿,模糊的控制效果都比普通控制效果好。因此模糊P控控制器对于单缸控制来说化具有更好的鲁棒性和适用性。
平台的最终控制目标是对平台位姿的控制,基于较接空间对平台的控制是一个间接控制的过程,其基本出发点是:对单缸设计单独的控制器进行位置闭环,W单缸高精度控制来实现整个平台的高精度控制。整个平台认为开环状态,本节中我们分别和模糊作为平台准闭环控制的支路控制器,对平台的准闭环控制进行仿真。平台期望位姿经过运动学后,将各缸目标位长传递到各单缸控制系统并通过独立的位置闭环控制器分别进行位置控制。基于模糊的准闭环跟踪误差给定控制器作用下,平台的Z向最大跟踪误差为化3153mm,平均跟踪误差为0.1561mm;当单缸位置控制器为横糊門D时,平台准闭环控制Z向最大跟踪误差减小为0.2680mm,平均跟踪误差为0.1298mm;由此可见模糊控制在作基于准闭环控制的动态运动时的动恣运动时,对系统的动态性能起到了较好的控制效果。
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