模糊PID控制提升液压伺服系统精度：理论与应用

本文主要探讨了液压位置伺服系统的模糊PID控制研究。在现代工业和国防自动化领域，液压伺服系统因其轻便、体积小和力矩大的优势得到了广泛的应用。然而，这些系统面临诸多挑战，如参数时变性、非线性，特别是阀控动力机构的流量非线性问题，这些因素对控制精度提出了高要求。传统的PID控制在处理这些复杂情况时往往表现不佳。 模糊控制作为一种现代控制策略，其优势在于无需精确的数学模型，可以利用专家经验和规则库进行控制决策。然而，单独使用模糊控制可能存在稳态误差难以消除的问题，同时对控制器的运算性能要求较高。为了弥补这些不足，本文提出将模糊控制与PID控制相结合的方法。通过模糊控制实时调整PID参数，可以增强系统的动态响应能力和控制精度，提高系统的鲁棒性，从而更好地适应实际应用中的不确定性和复杂性。 液压位置伺服系统的核心结构如图1所示，主要包括放大器、电液伺服阀、液压缸、负载和位置传感器。电液伺服阀作为关键组件，能够将电信号转换为液压信号，实现功率放大，扮演着系统核心的角色。本文所研究的伺服系统采用的是动铁力矩马达喷嘴挡板式两级电液伺服阀，这种结构利用电磁力驱动阀芯运动，进而调节液压流量和压力。 模糊PID控制的具体实现是基于力矩马达的电压、磁路和运动方程，通过分析喷嘴挡板位移与马达偏角的关系，以及主阀的设计，来优化整个伺服系统的控制性能。通过这样的融合，模糊控制的灵活性和PID控制的稳定性得以互补，使得液压位置伺服系统在面对复杂环境时能提供更精确、稳定的控制效果，从而满足高精度控制的需求。