电液伺服系统的Bang-Bang+Fuzzy-PI自适应复合控制器设计

"孟琚遐，王渝，王向周(北京理工大学信息科学技术学院，北京100081)于2008年发表的研究文章探讨了针对电液伺服系统的自适应复合控制器设计，主要关注Bang-Bang+Fuzzy-PI控制策略。他们提出了一种结合Bang-Bang控制和Fuzzy-PI控制的新型控制器，用于解决模型不确定性、参数变化以及大负载干扰的问题。通过模糊逻辑控制开关实现不同控制模式间的切换，并利用遗传算法对模糊控制器的量化因子和PI控制器的积分系数进行实时优化。文章通过比较新控制器与其他几种常见控制器（Fuzzy控制器、Fuzzy-PI控制器和PID控制器）的性能，展示了该复合控制器在上升时间、稳态精度和鲁棒性方面的优越性。" 本文的研究重点在于提高电液伺服系统的控制性能，尤其是面对模型不精确、参数时变和负载扰动等挑战。Bang-Bang控制，也称为阶跃控制或开环控制，是一种二进制控制策略，其输出只有两种状态，通常对应于系统操作的极限值。这种控制方法的优点在于响应快速，但可能缺乏精度和稳定性。 Fuzzy-PI控制是模糊逻辑理论与比例积分（PI）控制的结合，模糊逻辑能够处理不确定性和非线性问题，而PI控制则有助于改善系统的稳态性能。通过调整模糊控制器的量化因子和PI控制器的积分系数，可以优化整体的控制效果。 遗传算法是一种基于生物进化原理的全局优化方法，它通过模拟自然选择和遗传过程来寻找最佳解。在本研究中，遗传算法被用来在线优化控制器参数，以适应不断变化的系统条件。 通过仿真分析，Bang-Bang+Fuzzy-PI自适应复合控制器表现出优于单一Fuzzy控制器、Fuzzy-PI控制器和传统的PID控制器的特性。具体表现为：更快的上升时间，意味着系统能更快地达到设定值；更高的稳态精度，意味着系统在稳定后能更接近目标状态；更强的鲁棒性，意味着控制器能更好地应对不确定性因素和扰动，保持系统的稳定运行。 这项研究提供了一种新的自适应控制策略，对于提升电液伺服系统的控制性能有显著的贡献，特别是在应对复杂工作环境和不确定性因素方面。这种方法的应用将有利于改进工业设备的控制性能，提高生产效率和设备的可靠性。