一种基于模糊PID的恒张力控制系统技术方案

一种基于模糊PID的恒张力控制系统，主要由变量泵、滋流阀、比例滋流阀、液压马达、张力计、可编程控制器组成。该控制系统采用了模糊PID控制算法对系统控制，实现PID控制参数的在线自整定，模糊PID控制系统比常规PID控制系统相应快，调整能力强，鲁棒性好，有效的改善了控制效果。

A constant tension control system based on fuzzy PID

A constant tension control system based on fuzzy PID is mainly composed of variable pump, feeding valve, proportional valve, hydraulic motor, Zhang Liji and programmable controller. The control system adopts fuzzy PID control algorithm to control the system and realize the online self tuning of PID control parameters. The fuzzy PID control system is faster than the conventional PID control system, has strong adjustment ability and good robustness, and effectively improves the control effect.

【技术实现步骤摘要】
一种基于模糊PID的恒张力控制系统所属
本专利技术涉及一种基于模糊PID的恒张力控制系统，适用于机械领域。
技术介绍
在带材的压制和卷曲的生产过程中，被加工的带材或丝材总是成卷地放在机器上，再把带材提到加工处进行连续加工。在加工过程中，原材料卷经不断减小，致使牵引力矩也不断减小，需不断调整弹簧压力，张力波动较大，对加工质量和精度的影响极大。为了保证带材的张力保持在给定值上，在生产过程中必须对其张力进行检测。为了提高产品的品质和质量，选择一种合适的控制系统是十分重要的。传统的PID控制器结构简单、鲁棒性较强，但在跟踪设定值与抑制扰动能力之间存在矛盾，使系统不能获得最佳的控制效果。
技术实现思路
本专利技术提出了一种基于模糊PID的恒张力控制系统，采用了模糊PID控制算法对系统控制，实现PID控制参数的在线自整定，模糊PID控制系统比常规PID控制系统相应快，调整能力强，鲁棒性好，有效的改善了控制效果。本专利技术所采用的技术方案是。所述控制系统主要由变量泵、滋流阀、比例滋流阀、液压马达、张力计、可编程控制器组成。所述轧制带材的张力通过张力传感器来检侧带材张力的大小，并且将张力传感器的反馈信号送人到PLC中，从而使得控制系统构成了一个闭环控制系统。反馈信号与给定信号进行比较，得到的偏差信号经过控制器运算得到控制量，经比例放大器转换为电流信号，送入比例滋流阀，控制比例滋流阀的进口压力，即可改变液压马达的进口压力，以适应张力变化的需要。所述控制系统采用的模糊自整定PID是在PID控制算法的基础上，通过计算当前系统误差e和误差变化率ec，利用模糊规则进行模糊推理，查询模枷矩阵表进行参数调整，从而达到系统最有控制的目的。本专利技术的有益效果是：该控制系统中采用模糊PID控制器，实现了对PID三个控制参数的在线自整定，选出最佳控制参数，系统的动态响应速度快，自适应性好。附图说明图1是本专利技术的电液比例恒张力控制系统原理图。图2是本专利技术的模糊自适应PID控制其原理图。图中：1.定量泵；2.张力计；3.卷筒；4.马达；5.比例溢流阀。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。如图1，控制系统主要由变量泵、滋流阀、比例滋流阀、液压马达、张力计、可编程控制器组成。要保持张力恒定，则液压马达的进出油口间的压差与卷筒半径之比应保持恒定，液压马达的回油压力等于零，所以只需要控制马达的进油压力即可以准确的控制带材的张力大小，从而使得控制张力F始终保持在一个恒定的值上。轧制带材的张力通过张力传感器来检洲带材张力的大小。并且将张力传感器的反馈信号送入到PLC中，从而使得控制系统构成了一个闭环控制系统。反馈信号与给定信号进行比较，得到的偏差信号经过控制器运算得到控制量，经比例放大器转换为电流信号，送入比例滋流阀，控制比例滋流阀的进口压力，即可改变液压马达的进口压力，以适应张力变化的需要。轧制带材的张力通过张力传感器来检侧带材张力的大小，并且将张力传感器的反馈信号送人到PLC中，从而使得控制系统构成了一个闭环控制系统。反馈信号与给定信号进行比较，得到的偏差信号经过控制器运算得到控制量，经比例放大器转换为电流信号，送入比例滋流阀，控制比例滋流阀的进口压力，即可改变液压马达的进口压力，以适应张力变化的需要。如图2，模糊控制是基于操作者或专家的控制经验和知识，用语言表示为控制规则，用这些规则去控制系统。因此模糊控制特别适用于难以获得精确数学模型或者模型非常粗糙的复杂系统的控制。控制系统采用的模糊自整定PID是在PID控制算法的基础上，通过计算当前系统误差e和误差变化率ec，利用模糊规则进行模糊推理，查询模枷矩阵表进行参数调整，从而达到系统最有控制的目的。根据控制系统要求实时性好的特点，采用最大隶属度法进行模糊决策，也就是说从输出模糊集合中选取隶属度最大的论域元素作为控制量，乘以输出量的比例因子，决定ΔKp、ΔKi和ΔKd清晰化后的清晰量。将得到清晰量与控制参数的基础值相加作为最终的PID控制参数。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于模糊PID的恒张力控制系统，其特征是：所述控制系统主要由变量泵、滋流阀、比例滋流阀、液压马达、张力计、可编程控制器组成。

【技术特征摘要】
1.一种基于模糊PID的恒张力控制系统，其特征是：所述控制系统主要由变量泵、滋流阀、比例滋流阀、液压马达、张力计、可编程控制器组成。2.根据权利要求1所述的一种基于模糊PID的恒张力控制系统，其特征是：所述轧制带材的张力通过张力传感器来检侧带材张力的大小，并且将张力传感器的反馈信号送人到PLC中...

【专利技术属性】
技术研发人员：李福霞，
申请(专利权)人：李福霞，
类型：发明
国别省市：辽宁,21