模糊分数阶PID在线径控制系统中的应用

摘要

PTFE推挤机是通讯电缆生产的主要设备,其核心是具有时变性、非线性、大滞后的线径控制系统.采用传统的PID进行控制时,由于PID控制器的参数为常数,一旦出现扰动易产生超调.为解决出现扰动时线缆线径波动较大的问题,将模糊控制与分数阶PID控制相结合,设计模糊分数阶PID(FOFPID)控制器.以线径误差及其变化率作为输入信号,分数阶PID控制器的5个参数作为输出信号对线径控制系统进行调节.分析了不同积分阶次和微分阶次对线径控制效果的影响,建立适合线径控制的模糊规则,完成对FOFPID控制器参数的自适应整定,并引入Smith预估器对滞后特性进行动态补偿.实验结果表明,带滞后补偿的FOFPID控制器快速响应能力较好,控制效果较优,满足通讯线缆实际生产要求.