模糊PI与前馈控制结合的高精度伺服系统研究

"引入模糊PI及前馈控制的高精度伺服系统" 在现代工业自动化领域，伺服系统的精度和响应速度是衡量设备性能的关键因素。传统的三环控制（速度环、电流环、位置环）虽然能够提供一定的稳定性和精度，但在面对速度或负载的突然变化时，其位置跟踪性能往往不尽如人意。为了克服这些限制，黄康、戴警等人提出了一种创新的伺服控制策略，即结合模糊PI控制和前馈控制的高精度伺服系统。 模糊PI控制理论是基于模糊逻辑对传统的比例积分（PI）控制器进行改进的方法。模糊逻辑能够处理不确定性和非线性问题，通过将输入变量转换为模糊集合，然后应用模糊推理规则来调整控制器参数。在本文中，分析表明模糊PI控制可以显著增强电机在处理变负载情况下的动态性能，能够更有效地应对系统扰动，提高系统的鲁棒性。 另一方面，前馈控制是一种基于预测的控制策略，它利用负载变化或速度变化的信息提前调整控制信号，以减少位置跟踪误差。文中详细推导了伺服控制系统的前馈控制函数，阐述了前馈控制如何在电机速度控制阶段减少位置误差，特别是在快速变速或负载突变时，前馈控制能提供更快的响应和更准确的位置跟踪。 将模糊PI控制与前馈控制相结合，构建的新型伺服控制系统在仿真和实验中展示了优越的性能。相比于传统的PID控制器，该系统能够显著提升伺服系统的动态特性，缩短响应时间，降低位置跟踪误差，从而实现更快速、更精确的位置跟随。这种控制策略特别适用于需要高精度定位和快速响应的工业应用场景，例如精密加工、机器人技术以及自动化生产线等。 黄康等人的研究为伺服控制领域的优化提供了新的思路，模糊PI控制和前馈控制的结合不仅提升了伺服系统的精度，还增强了其适应复杂工况的能力，为实际工程应用带来了显著的技术进步。