激光光路控制电磁作动器的模糊PID控制特性分析

摘要

为了实时控制激光切割中激光焦点与辅助气体中轴线的相对位置,提出了一种模糊PID控制的电磁作动永磁复位式3自由度电磁作动器.介绍了电磁作动器结构,建立了相应系统数学模型.采用模糊PID控制算法以仿真与实验相结合的方式研究了电磁作动器的控制特性,并在PID控制器参数完全相同情况下,与传统PID控制算法的控制特性进行对比分析.仿真与实验结果表明:在x轴方向,与传统PID控制算法位置响应时间相比,仿真位置响应时间变化不大,实验位置响应时间减少1.50s;在y轴方向,与传统PID控制算法位置响应时间相比,仿真位置响应时间减少0.48s,实验位置响应时间减少1.88 s.经过对模糊PID控制器参数的进一步优化,作动平台在x轴方向响应时间可达0.10 s.与传统PID控制器相比,模糊PID控制器响应时间更短、响应速度更快.