智能人工腿的模糊PD变结构控制方法技术

技术编号:11640829 阅读:72 留言:0更新日期:2015-06-24 17:27
一种智能人工腿的模糊PD变结构控制方法。人工腿的关键部件是控制人工腿膝关节屈伸运动及小腿摆动的智能控制器,要求膝关节气缸内针阀位置伺服电机的控制响应快、调节时间短,且输出平稳无超调,而现有的控制方法不能兼顾其动静态特性,或者是计算量大实时性差。本发明专利技术将模糊控制和PD控制相结合,根据偏差的大小来选择控制器的结构,采用一种变结构控制方法。控制的初始阶段大偏差时采用PD控制以获得快速响应能力,在偏差较小时采用模糊控制以使系统输出平稳,无振荡和超调。该控制方法兼顾动静态特性,调节时间小于0.06秒,过渡过程平稳、无振荡和超调,稳态精度高,抗干扰能力强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种模糊ro相结合的变结构控制方法,用于智能人工腿膝关节气缸 内针阀执行电机的控制。
技术介绍
智能人工腿是一种高度精密机电一体化装置,它的关键部件是控制人工腿膝关节 屈伸运动及小腿摆动的智能控制器。以前研制的智能人工腿,其汽缸针阀开度的控制都是 采用步进电机所构成的开环系统,位置精度不高。若采用传统的PID闭环控制,则会出现振 荡和超调的问题,这不但增加能耗,更重要的是会损害精密电机。现主要采用的模糊控制虽 然解决了输出平稳无超调的问题,但响应速度慢且调节时间长,不能兼顾动静态特性。虽然 可用模糊推理或者遗传算法等用于PID参数调节,构成可变参数的PID控制,从而改善动静 态性能指标,但此类算法由于计算量大,实际使用时实时性较差。
技术实现思路
为了解决智能人工腿现有控制方法上存在的振荡超调或者调节时间长实时性差 等方面的不足,本专利技术提供了一种智能人工腿的模糊ro变结构控制方法,该方法不仅可以 使智能人工腿位置伺服电机的输出平稳无超调、响应快、过渡时间短、实时性好,而且鲁棒 性和抗干扰能力强。【附图说明】 图1是在SMULINK中建立的模糊ro变结构控制的仿真模型。 图2是模糊ro变结构控制下闭环系统的单位阶跃响应的输出。 图3是模糊ro变结构控制下闭环系统在干扰作用下的输出。【具体实施方式】图1所示的人工腿模糊ro变结构控制仿真模型中,控制初始阶段即大偏差时采 用ro控制,当偏差较小时采用模糊控制,ro控制和模糊控制的切换开关的切换阈值设为 〇. 95 ;ro控制采用不完全微分形式,其传递函数为【主权项】i. 一种模糊ro变结构控制方法,用于智能人工腿膝关节气缸内针阀位置伺服电机的 控制,其特征是:针对人工腿位置伺服电机的控制要求,将模糊控制和ro控制相结合,控制 的初始阶段大偏差时采用ro控制,当偏差较小时采用模糊控制。【专利摘要】一种智能人工腿的模糊PD变结构控制方法。人工腿的关键部件是控制人工腿膝关节屈伸运动及小腿摆动的智能控制器,要求膝关节气缸内针阀位置伺服电机的控制响应快、调节时间短,且输出平稳无超调,而现有的控制方法不能兼顾其动静态特性,或者是计算量大实时性差。本专利技术将模糊控制和PD控制相结合,根据偏差的大小来选择控制器的结构,采用一种变结构控制方法。控制的初始阶段大偏差时采用PD控制以获得快速响应能力,在偏差较小时采用模糊控制以使系统输出平稳,无振荡和超调。该控制方法兼顾动静态特性,调节时间小于0.06秒,过渡过程平稳、无振荡和超调,稳态精度高,抗干扰能力强。【IPC分类】G05B13-04【公开号】CN104730927【申请号】CN201510137807【专利技术人】万敏, 安玲芝, 刘清友 【申请人】西南石油大学【公开日】2015年6月24日【申请日】2015年3月27日本文档来自技高网...
智能人工腿的模糊PD变结构控制方法

【技术保护点】
一种模糊PD变结构控制方法,用于智能人工腿膝关节气缸内针阀位置伺服电机的控制,其特征是:针对人工腿位置伺服电机的控制要求,将模糊控制和PD控制相结合,控制的初始阶段大偏差时采用PD控制,当偏差较小时采用模糊控制。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:万敏安玲芝刘清友
申请(专利权)人:西南石油大学
类型:发明
国别省市:四川;51

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