模糊神经网络PID控制在夹送辊系统切换中的应用研究

摘要

液压控制系统中常常同时存在位置控制和力控制,两者如果直接相互切换,会产生一个瞬时的波动,从而影响系统的精度和稳定性。
　　在热连轧带钢生产中,夹送辊的作用是弯曲带钢头部,引导带钢进入卷取机,在抛钢后,与卷筒间建立张力。夹送辊采用液压驱动,属于电液伺服控制,其控制系统包含位置控制、力控制及之间的切换等,它的运行性能直接影响到生产线的状况、产品质量和产量。本文的研究目的就是设计控制器使夹送辊能稳定、准确、快速的进行位置与力系统的控制,并实现无抖动的切换。
　　实际轧机的液压伺服控制系统中,工况复杂,现场存在较多的不确定因素的外负载干扰,被控对象具有很大的参数跳变,并且液压伺服系统本身就具有死区、滞环、明显的非线性、不确定性等特点,很难精确建立系统的数学模型,这就使得经典 PID控制无法满足系统的某些性能要求。本文结合了神经网络的自学习、大规模并行处理能力与模糊控制的易于理解、鲁棒性强的特点,采用了模糊神经网络PID的控制方法,动态的根据实际情况来实时调节PID的参数。
　　本文第二章对夹送辊控制系统进行了分析,并根据实验台的参数建立了电液伺服系统的动力学模型。第三章详细介绍了模糊神经网络 PID控制器的原理与设计过程,在 simulink中搭建系统模型并进行不同条件下的仿真对比。仿真结果表明了新控制器在系统控制性能上面有很大的提升。第四章是实验的验证,在实验台上模拟夹送辊的工作状态,验证各个控制器在实际运行中的性能,得到与仿真相同的结论。
　　本文通过改进的PID控制,实现了电液位置系统与力系统之间的平稳切换,达到了稳定、准确、快速的要求,并通过大量的实验验证了理论的正确性。

目录

模糊神经网络PID 控制在夹送辊系统切换中的应用研究

THE APPLICATION AND RESEARCH OF FUZZYNEURAL NETWORK PID CONTROL IN THESWITCH OF PINCH ROLL SYSTEM

摘 要

Abstract

目 录

第1 章 绪 论

1.1 课题来源及研究目的和意义

1.2 国内外在该方向的研究现状及分析

1.3 本论文的主要研究内容

第2 章 夹送辊系统的建模与分析

2.1 引言

2.2 夹送辊的工作原理

2.3 夹送辊电液伺服系统建模

2.4 伺服系统的参数确定

2.5 夹送辊系统模型分析

2.6 本章小结

第3 章 模糊神经网络PID 控制器的设计与仿真

3.1 引言

3.2 经典PID 控制

3.3 模糊神经网络PID 控制器的原理与结构

3.4 模糊神经网络PID 控制器的设计

3.5 模糊神经网络PID 控制下夹送辊系统的仿真

3.6 模糊神经网络PID 控制下实验台的仿真

3.7 切换方法的设计与仿真

3.8 本章小结

第4 章 实验验证与分析

4.1 引言

4.2 实验台的组成与原理

4.3 位置系统与力系统的实验结果与分析

4.4 切换实验结果与分析

4.5 本章小结

结 论

参考文献

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致 谢