基于PROFIBUS的PLC分布式液压同步系统设计开发（5）
2）前馈+模糊自整定控制器
由于液压同步升降设备一般应用于地形、结构和气候等比较复杂的场合，很难建立一个统一的模型，使得经典PID控制的固定参数设置很难适应各种工况。程序设计的简单性和有效性，该系统设计应用了模糊自整定P闭环控制和前馈开环控制的综合方法，其框图如图33所示，能够自整定P的大小，优化P控制器，同时抗干扰能力也得到提高。
模糊控制是一种依靠人工经验性的控制方法，主要由模糊化、知识库、模糊推理和解模糊4个部分组成，其中控制器的核心就是知识库的建立。隶属度函数的建立是知识库建立的一方面，该设计系统中采用通用的正态分布曲线。同时由于在“同等方式”控制作用下系统输出的偏差较小，使用高分辨的模糊集，使输出变化值较大，及时调整系统偏差。由于P决定系统的响应速度，增大P可以加快系统响应速度，减小稳态误差；但是P值过大会造成较大的超差，甚至系统不稳定。因此要合理地设定P的范围，同时根据偏差e和偏差变化率△e的变化情况制定P控制规则。
P的模糊控制规则：当e较大，△e较小，为加快响应速度，增大△P。当e中等大小，△e较大时，为使超调减小，适当减小△P。当e很小，△e较大时，为使系统稳定，减小△P等。
系统中根据e和△e，通过模糊控制器的模糊决策(系统采用加权平均法)输出闭环放大倍数P的调整值△P，最终输出实时闭环放大倍数P。规则如下：
u=△P= Kp.U
P=P0+△P
图34 “前馈+模糊自整定P控制器”软件设计流程图
式中：u—模糊控制器实际输出值，△P—闭环放大倍数调整值，Kp—△P的量化因子，U—输出值模糊查询结果，P—实时闭环放大倍数，P0—闭环放大倍数预整定值。
结合前馈控制，可得到最终输出值：
Y=P.e+ X0
式中：X0—前馈输入值。
“前馈+模糊自整定P控制器”的PLC的软件设计流程图如图34所示。模糊控制总控制表是离线生成的，而控制方式通过地址偏移在线查询来实现。
注：转载请与作者联系授权，作者：广州市新欧机械有限公司黄志坚教授，020-82333916