一种基于生物启发法优化PID的WEDM电极丝张力控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于生物启发法优化PID的WEDM电极丝张力控制方法，采用改进的生物启发法来实现对PID参数的优化，减少了PID控制参数调节的繁复工作，提高了对张力控制的效果和系统安全性，解决了全局搜索能力差、容易受参数影响等问题，同时生物启发法中的目标函数既考虑到系统中的误差绝对值，也考虑阶跃响应中的系统性能，从而得到的最优PID控制参数可使系统的超调量、稳态误差更小，调节时间更短，上升时间快。

A method of WEDM wire tension control based on bio-heuristic optimization of PID

【技术实现步骤摘要】
一种基于生物启发法优化PID的WEDM电极丝张力控制方法
本专利技术涉及一种张力控制方法，尤其涉及一种基于生物启发法优化PID的WEDM电极丝张力控制方法。
技术介绍
慢走电火花线切割(WEDM)加工是在传统电火花加工的基础上改造而成的一种新型特种加工方式，不仅具有传统电火花加工的优点(如加工材料不受硬度限制)，而且具有自身的特点(如能加工形貌复杂的工件)，广泛应用于高端制造领域(如模具汽车、航空航天等)。电火花线切割与传统电火花加工的根本区别为移动电极丝取代了传统固体电极，使得电火花线切割具有更快的加工速度和加工精度。电极丝在上下丝嘴之间移动过程中，在放电通道内受到横向力而形成弯曲变形和振动；与此同时，电极丝的张力处于无控制或开环控制状态，使得电极丝张力容易发生较大的波动，从而降低加工效率和加工精度。为了克服传统电火花线切割电极丝张力难以控制的问题，设计智能PID控制器来控制电极丝的张力。现有技术《基于智能PID算法的WEDM电极丝恒张力控制》中采用模拟退火与PID结合的智能控制实现压力控制，但此种智能控制算法全局搜索能力差，容易受参数的影响，不能保证一次就收敛到最优值，一般需要多本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于生物启发法优化PID的WEDM电极丝张力控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：根据慢速走丝电火花线切割的走丝系统中双电机速度差控制电极丝张力的传递函数，通过仿真计算过程的阶跃响应曲线，采用ZN工程整定法求得该PID控制器初始参数，包括Kp0、Ki0、Kd0；步骤2：采用生物启发法优化PID控制器参数：KP、KI和KD：将PID控制器参数作为该生物启发法中解S的参数，通过生物启发法优化PID控制器参数，通过如下步骤实现：步骤2.1、设置该生物启发法参数，并生成初始种群：其中生物启发法参数包括：设置种群大小p、迭代最大次数N，将步骤1中的PID初始参数设置为初始解S0、设置最优解...

【技术特征摘要】
1.一种基于生物启发法优化PID的WEDM电极丝张力控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：根据慢速走丝电火花线切割的走丝系统中双电机速度差控制电极丝张力的传递函数，通过仿真计算过程的阶跃响应曲线，采用ZN工程整定法求得该PID控制器初始参数，包括Kp0、Ki0、Kd0；步骤2：采用生物启发法优化PID控制器参数：KP、KI和KD：将PID控制器参数作为该生物启发法中解S的参数，通过生物启发法优化PID控制器参数，通过如下步骤实现：步骤2.1、设置该生物启发法参数，并生成初始种群：其中生物启发法参数包括：设置种群大小p、迭代最大次数N，将步骤1中的PID初始参数设置为初始解S0、设置最优解Sbest、最差解Sworst；步骤2.2：设置如下式的目标函数：其中e为实际张力与期望张力的误差；J(Si)为第i次迭代解Si对应的目标函数，tsmi为第i次迭代系统的仿真持续时间，μ为常数，取值为45；Essi为第i次迭代系统在单位阶跃响应下的稳态误差，tsi为第i次迭代系统在单位阶跃响应下的调节时间，tri为第i次迭代系统在单位阶跃响应下的上升时间；步骤2.3：利用Si＝Si-1+rand(Sbest-Si-1)公式(1)生成新解Si，应用公式(2)对生成的新解Si进行检测；如果解Si对应的f小于设定的阈值，则...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈良，许春香，许海涛，孙建延，王继东，
申请(专利权)人：郑州工程技术学院，
类型：发明
国别省市：河南,41