數控位置跟蹤中非線性PID位置控制器的研究.pdf

1、數控機床位置控制的作用是產生位置控制量，傳統(tǒng)數控機床位置控制大都采用比例、積分、微分(PID)經典控制技術，該控制方法的優(yōu)點是原理簡單、容易實現，在對控制性能要求不是很高的場合應用較多。但隨著實際生產要求的提高，對數控加工的速度、精度及穩(wěn)定性都有了更高的要求，傳統(tǒng)的PID控制器也暴露出了自己的缺點：適應性差、抗干擾能力低，而且由于算法本身的原因還存在一個難以克服的弱點：即很難同時實現快速調節(jié)和較小的超調量這兩個要求。因此，針對數控機床位

2、置控制研究新的控制方法有很大的必要性。本文主要從以下三個方面設計了三種數控機床非線性PID位置控制器。
　　(1)采用非線性函數控制方法：通過分析傳統(tǒng)PID控制器各控制參數的變化規(guī)律，建立各環(huán)節(jié)的非線性函數，從而實現各環(huán)節(jié)控制參數的非線性調節(jié)。該控制方法能夠使各控制參數隨偏差的變化而變化，具有了一定程度的自調整能力。
　　(2)采用模糊控制方法：模糊控制是基于專家知識或者熟練操作人員的經驗而建立的智能控制技術。對模糊控制的具

3、體工作原理做了詳細研究，并在此基礎上設計了數控機床模糊PID位置控制器。
　　(3)采用免疫反饋控制方法：分析了免疫反饋控制機理，并得到了免疫反饋控制規(guī)律，在此基礎上設計了數控機床模糊免疫PID位置控制器。
　　對設計的數控機床位置控制器的仿真研究：分析了數控機床直流伺服進給系統(tǒng)的組成，并建立了數控機床直流伺服進給系統(tǒng)的數學模型，利用MATLAB/Simulink建立系統(tǒng)的仿真模型，針對階躍信號進行仿真實驗，仿真結果證明了設