基于PSO-BP神经网络的前馈PID的液压缸控制系统与控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于PSO

【技术实现步骤摘要】
基于PSO
‑
BP神经网络的前馈PID的液压缸控制系统与控制方法


[0001]本专利技术涉及一种基于PSO
‑
BP神经网络的前馈PID的液压缸控制系统与控制方法，属于液压缸控制


技术介绍

[0002]液压驱动和电机驱动是机械臂常用的驱动方式，当对两种驱动方式的可靠性以及稳定性对比之后可以发现，液压驱动具有寿命长、驱动力矩大、控制性能好等优点。研究表明，油温、零位漂移、机械臂自重等因素均会对控制精度产生影响。
[0003]串联式液压机械臂是一种由俯仰关节、旋转关节构成的自动化定位抓取运动的综合机械装置。目前广泛应用于工业智能制造和特殊场景中，比如深海带电作业以及危险物品的排查等，作为串联式液压机械臂主要组成部分的液压缸，其精准的位置伺服便显得尤为重要。
[0004]马天兵在《基于机器视觉和改进PID的压电柔性机械臂振动控制》中通过机器视觉技术获取机械臂在运动状态下的振动位移，设计常规PID控制器，并采用人工鱼群算法对控制器的关键参数进行优化，将振动位移输入优化后的控制器中，实现机械臂控本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于PSO
‑
BP神经网络的前馈PID的液压缸控制系统，其特征在于，包括控制器、比例方向阀、液压缸、位移传感器以及上位机；控制器通过CAN总线与上位机进行连接，位移传感器固定在液压缸的缸体内，位移传感器的测量杆与液压缸的活塞连接；比例方向阀与控制器连接，控制器通过控制比例方向阀的控制电流i
v
驱动液压缸，比例方向阀的进出油口分别与液压缸的进出油口连接。2.一种权利要求1所述的基于PSO
‑
BP神经网络的前馈PID的液压缸控制系统的控制方法，其特征在于，位移传感器读取当前液压缸的位置信息，并与给定值进行比较，控制器通过控制比例方向阀的控制电流i
v
驱动液压缸动作，液压缸反馈给控制器的位置信息通过CAN总线上传给上位机，其中，控制电流i
v
采用PSO算法优化的BP神经网络进行整定。3.根据权利要求2所述的基于PSO
‑
BP神经网络的前馈PID的液压缸控制系统的控制方法，其特征在于，i
v
＝i
ff
+i
fb
，其中i
ff
为前馈流量补偿电流，i
fb
为基于液压缸位移反馈通过PID计算得到的误差补偿电流；所述前馈流量补偿电流i
ff
的计算公式为：i
ff
＝K
ffv
v
d
+K
ffa
a
d
+K
ffj
j
d
，其中K
ffv
为速度前馈补偿系数，K
ffa
为加速度前馈补偿系数，K
ffj
为急动度前馈补偿系数；v
d
为给定速度，a
d
是给定加速度，j
d
是给定急动度；v
d
通过对给定液压缸的位移微分得到，a
d
通过对液压缸的运动速度微分得到，j
d
通过对液压缸运动时的加速度微分得到；误差补偿电流i
fb
由液压缸位移反馈通过PID计算得到，首先根据液压缸的实际运动情况，由上位机设定液压缸位移的给定值X
_ref
；然后利用位移传感器得到液压缸的活塞位移X
_fb
；接着与液压缸位置给定值进行比较，得到液压缸位移的偏差值e(k)＝X
_ref
‑
X
_fb
；最后根据偏差值，经过PID计算出比例方向阀的误差补偿电流i
fb
，其计算公式为：i
fb
＝K
p
(e(k)
‑
e(k
‑
1))+K
i
e(k)+K
d
(e(k)
‑
2e(k
‑
1)+e(k
‑
2))，其中K
p
为比例系数，K
i
为积分系数，K
d
为微分系数，k为离散时间序列。4.根据权利要求3所述的基于PSO
‑
BP神经网络的前馈PID的液压缸控制系统的控制方法，其特征在于，对位移传感器的数值进行标定，当前位移值X
_fb
与A/D转换器采样值M的关系为：X
_fb
＝0.68M
‑
175.9。5.根据权利要求4所述的基于PSO
‑
BP神经网络的前馈PID的液压缸控制系统的控制方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘博远，
申请(专利权)人：朗昱智装济南精密科技有限公司，
类型：发明
国别省市：