基于DSP的氣動(dòng)伺服控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、近年來(lái)在氣動(dòng)控制領(lǐng)域特別引人注目的發(fā)展趨勢(shì)之一是通過氣動(dòng)技術(shù)與電子技術(shù)以及機(jī)械技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)氣－電－機(jī)一體化的氣動(dòng)伺服技術(shù)。由于氣動(dòng)技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合，以及周邊技術(shù)的成熟，在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域里，氣動(dòng)技術(shù)的實(shí)用性己經(jīng)充分體現(xiàn)出來(lái)。因此氣動(dòng)伺服定位技術(shù)一出現(xiàn)，就受到工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的高度重視，為氣動(dòng)技術(shù)大規(guī)模進(jìn)入工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域開辟了新的途徑。
　　數(shù)字信號(hào)處理是一門以眾多學(xué)科為理論基礎(chǔ)而廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域的新興學(xué)科。它對(duì)信號(hào)進(jìn)行分

2、析、處理，側(cè)重于理論分析、算法確定、及軟件實(shí)現(xiàn)，如快速傅立葉變換、卷積、數(shù)字濾波等。要實(shí)時(shí)地完成某種算法，就需要有特殊的硬件支持，這種硬件支持最佳的方案之一就是數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）。
　　本文主要是針對(duì)氣動(dòng)伺服定位進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)了一個(gè)基于DSP的氣動(dòng)伺服控制器，突破傳統(tǒng)氣動(dòng)僅能夠兩點(diǎn)定位，實(shí)現(xiàn)了多點(diǎn)高精度的定位。基于DSP的控制系統(tǒng)，與基于工控機(jī)的控制系統(tǒng)和基于單片機(jī)的控制系統(tǒng)相比，具有很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。它首先克服了工控機(jī)控制系統(tǒng)的

3、系統(tǒng)龐大，成本高，控制復(fù)雜，不便用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)等缺點(diǎn)；又克服了單片機(jī)運(yùn)算速度慢，不適合做比較復(fù)雜的算法，控制精度不可能達(dá)到很高等缺點(diǎn)。該系統(tǒng)最大的特點(diǎn)是針對(duì)氣動(dòng)伺服定位系統(tǒng)量身定制，且具有性價(jià)比高，運(yùn)算速度快，能完成各種復(fù)雜控制算法，且體積小，功耗低，易于升級(jí)擴(kuò)展等特點(diǎn)。
　　由于氣動(dòng)比例系統(tǒng)的時(shí)滯、時(shí)變、非線性及無(wú)法建立精確模型等特點(diǎn)，系統(tǒng)屬于典型的非線性系統(tǒng)。因此，嚴(yán)格地來(lái)講，沒有任何一種控制方法能夠適用于被控對(duì)象的整個(gè)控制過程

4、，采用常規(guī)的控制策略很難取得令人滿意的效果。由于各種控制策略之間都存在一定程度上的優(yōu)缺點(diǎn)，它們之間存在著互補(bǔ)性，因此充分利用多種具有互補(bǔ)性的控制策略相互滲透，取長(zhǎng)補(bǔ)短，組合成另外一種新的混合控制策略，新的混合控制策略克服了單一策略的不足，具有更優(yōu)良的性能，對(duì)于改善被控對(duì)象的工作性能是非常有意義的。
　　本文提出了一種適合于本控制系統(tǒng)的控制策略——智能模糊PID，將人工智能、模糊控制以及經(jīng)典PID控制結(jié)合在一起形成復(fù)合控制策略。該復(fù)