南沙路灯车出租,蓬江路灯车租赁,番禺路灯车出租    路灯车发动机参数自适应模糊 PID 节能控制仿真系统的建立方法?
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        南沙路灯车出租,蓬江路灯车租赁,番禺路灯车出租    路灯车发动机参数自适应模糊 PID 节能控制仿真系统的建立方法?      在一般的控制系统开发的过程中,利用各大公司的仿真软件建立合理的仿真模型不仅可以验证控制策略的可行性,并且可以大大节约实验成本。对于复杂结构的对象和控制系统,建立仿真模型对系统各参数特性的研究是非常必要的。根据建立的柴油发动机、变量泵和行走负载的数学模型,主要对这三部分主体进行建模仿真分析。为了建立各部分较为合理的仿真模型,分别采用了 AMESim 和 MATLAB/Simulink 软件对行走系统进行建模,并结合模糊控制在 Simulink 中建立完整的参数自适应模糊 PID 节能控制仿真系统。

 
        参数自适应模糊 PID 节能控制系统:(1)隶属度函数确定:  根据对模糊控制策略的制定以及发动机电子调速器特性决定的调节速度范围为 100r,现将发动机的转速偏差 e 以及转速偏差变化率 ec 的基本论域设置为[-80,80]和[-200,200],对于变量泵而言,设置调节参数 Kp、KI、KD的基本论域为[0,80]、[0,20]和[0,0.05],选定 e、Kp、KI和 KD的离散论域 X、HP、HI、HD为{-6,-5,-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4,5,6},ec 的离散论域 Y 为{-3,-2,-1,0,1,2,3},则可得到各自的量化因子 Ge、Gec、GKP、GKI、GKD,即离散论域的区间值除以基本论域的区间值。 在离散论域 X、HP、HI、HD上定义语言变量 7 个语言值:PB—6、PM—4、PS—2、ZO—0、NS—-2、NM—-4、NS—-6,这些语言值分别表示正大、正中、正小、零、负小、负中、负大七个模糊子集,主要用于反映误差的大小。 在离散论域 Y 定义语言变量 7 个语言值:PB—3、PM—2、PS—1、ZO—0、NS—-1、NM—-2、NS—-3,这些语言值分别表示正大、正中、正小、零、负小、负中、负大七个模糊子集,主要用于反映误差的大小。 该控制系统各模糊变量均选用三角形隶属度函数,e、ec、Kp、KI和 KD的隶属度函数。 
  

 
      (2)模糊控制系统规则的确定与去模糊化:  通过在模糊控制器中构建 PID 三个调整参数与所设定的偏差 e 以及偏差变化率 ec的模糊关系,并不断检测 e 和 ec 的值,然后根据设定的模糊控制规则对三个参数进行实时调整,使系统的参数控制更加灵活。根据发动机与变量泵的匹配关系,可制定在不
同的 e 和 ec 下,恒功率变量泵的排量调节对参数 KP、KI和 KD自整定要求的简单规则: 1若转速偏差 e 较大时,要求系统调整时间不宜过长,则比例参数 KP应取大些,在短时间内转速偏差较大意味着偏差变化率 ec 也较大,为防止 ec 突变微分参数 KD需取尽量小些,同时为防止调整时出现过大的超调量,积分参数 KI应取 0。 2若转速偏差 e 和偏差变化率 ec 为一般水平值时,考虑整个系统的稳态性能,比例参数 KP应取小值,积分参数 KI与微分参数 KD取值中等即可,但是 KD值不需过大。  3若转速偏差 e 较小时,系统的调控会越来越不稳定,主要表现为结果曲线会在设定目标值上下范围产生震荡且抗干扰能力差,为使系统稳定,比例参数 KP和积分参数 KI应取较大值,而对影响系统较强的微分参数 KD应根据偏差率 ec 的大小而取相应的值,即当 ec 较小时,KD取中等偏小的值,ec 较大时,KD取较小值。 



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        以发动机恒转速为目的的模糊 PID 控制系统中,如果发动机正常工作时受到干扰转速发生剧烈变化,则在模糊控制中表现为转速偏差 e 很大(NB),这意味着转速偏差变化率 ec 也很大(NB),发动机继续工作后一段时间转速可能会增加的更大,所以此时应尽快通过 PID 三个参数的自整定原理控制电磁比例减压阀的电流,经泵的变量调节机构调节排量改变泵的吸收功率,从而稳定发动机转速。这个过程的控制策略制定为: IF e=NB AND ec=NB then KP=PB AND KI=NB AND KD=PS。 利用计算机模糊语言描述三个参数自整定的规则,结合领域专家经验,KP、KI、KD模糊控制规则表。 
 

 
         根据上文分析,转速模糊控制器采用 Mamdani(最大—最小)推理方法,以“如果A 和 B 则有 C”这种方式的语句描述 A、B、C 三变量之间的模糊关系,它们关系矩阵R=ABC。通过采用 Takagi 和 Sugeno 提出的 T-S 型模糊模型所确定加权平均求解输入值方法,可以得到模糊关系矩阵 R,为将得到的模糊量转化为准确的数字量被电脑识别,一般采用重心法进行解模糊运算,计算公式如式(5.1): 其中,Ii—I 的论域元素;I(Ii)—相应于 I 的隶属度;I’—模糊输出量。 由式(5.1)求出的 I’与量化因子 Gi的积则为实际精确值,即实际运行过程中电磁比例减压阀输出的电流大小。 


      (3)参数自适应模糊 PID 节能控制系统建立 : 因本文建立的控制系统利用 AMESim/Simulink 联合仿真的非线性程度太高,故用所求得的变量泵电流 u 与排量的 Q 之间传递函数 Gp代替利用 AMESim 建立的行走系统模型中变量泵的排量调节机构,结合本章建立的行走负载模型和发动机模型的部分模型,在Simulink中构建了整个行走系统的参数自适应模糊PID节能控制系统仿真模型。 其中排量调节传递函数中的主要设置参数为:8E 7 0 Pa , 1.342 / sqK m ,76.56mA/ VαK , 1.88 107 m/ m AvK ,控制阀口流量系数10.48qK ,液压油密度3ρ855kg/ m ,在不考虑系统泄漏的情况下sδ 取 0.25,Ac取5 27.510 m ,sω 取 136HZ,则传递函数 Gp。 



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