模糊PID控制优化挖装机液压系统响应

"该文主要探讨了如何改进井下挖掘式装载机的工作装置液压缸控制系统，以提升其响应速度、精度和工作效率。通过将原有的开环控制系统升级为模糊PID自整定控制系统，研究人员分析了铲斗挖掘阻力，并构建了工作装置与液压控制系统的联合仿真模型。借助AMESim和Matlab/Simulink软件进行联合仿真，得出了大臂、小臂和铲斗液压缸的位移响应数据。对比两种控制系统发现，模糊PID自整定控制系统的位移跟踪误差显著减小，滞后时间缩短，从而提高了工作效率41.29%。" 本文是关于井下挖掘式装载机工作装置液压缸控制系统的优化研究，旨在解决现有系统响应慢、精度低和效率不足的问题。传统的开环控制系统在位移跟踪方面表现不佳，无法满足高精度操作的需求。为了改善这一状况，研究者提出采用模糊PID自整定控制系统替代原有的开环控制。模糊PID控制结合了模糊逻辑和PID控制器的优点，能够根据系统动态变化自适应调整参数，从而实现更精确的控制。 在研究过程中，首先分析了铲斗挖掘时所受的阻力，这是影响工作装置性能的关键因素。随后，建立了包含工作装置和液压控制系统的联合仿真模型，该模型整合了AMESim和Matlab/Simulink两个软件的仿真功能，对大臂、小臂和铲斗液压缸的位移响应进行了深入研究。仿真结果显示，模糊PID自整定控制系统的位移跟踪误差远小于开环控制，最大误差分别仅为0.007米、0.019米和0.021米，同时滞后时间也显著减少，分别为0.35秒、0.55秒和0.95秒。 这些改进带来的好处是显而易见的。液压缸的响应速度大大提高，超调和振荡现象减少，这意味着设备在执行任务时能更快地达到设定位置，减少了不必要的动作，从而提高了整体工作效率。具体来说，工作效率提升了41.29%，这是一个显著的提升，对于提高井下作业的生产力和降低能耗具有重要意义。 将开环控制系统改进为模糊PID自整定控制系统是提升井下挖装机工作装置性能的有效途径。这种改进不仅优化了液压系统的响应特性，还显著提高了设备的工作效率，对于井下采矿作业的自动化和智能化发展具有积极的推动作用。未来的研究可能将进一步探索如何将这种技术应用于其他类似的重型机械设备，以实现更广泛的技术升级和性能提升。