[發明專利]一種基于灰色關聯補償控制的氣動位置伺服控制系統

在審

• 申請號: 201611030213.4
• 申請日: 2016-11-22
• 公開（公告）號: CN108089439A
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 祝鳳娟
• 申請（專利權）人: 祝鳳娟
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種基于灰色關聯補償控制的氣動位置伺服控制系統，將灰色關聯控制與傳統控制相結合，在控制回路中添加灰色關聯補償控制器，設計灰色關聯補償控制律，根據氣動位置伺服控制系統的輸出序列與期望輸出序列之間的加權灰色關聯度，對傳統控制算法的控制量進行動態補償。

技術領域

本發明涉及一種基于灰色關聯補償控制的氣動位置伺服控制系統，適用于機械領域。

背景技術

氣壓傳動系統由于價格低廉、結構簡單、工作可靠、無污染等優點，在工廠自動化和機器人驅動系統中得到了越來越廣泛的應用。由于氣動系統的一些固有特點，如氣體的可壓縮性、控制閥的非線性、氣缸的摩擦力特性以及系統參數易受環境的影響等，在很大程度上增加了氣動位置伺服系統的控制難度，限制了它的性能。

由于氣動伺服控制系統的諸多控制難點，對其進行高精度的位置伺服控制一直是個難題。近年來，在氣動位置伺服控制方面，有很多的研究出現，幾乎所有的控制理論都可以在氣動伺服控制方面的研究中找到。

灰色關聯控制的思想由灰色系統理論創始人鄧聚龍教授提出。作為灰色關聯分析理論用于工程控制領域的控制算法，灰色關聯控制在對控制系統的輸入與輸出進行灰色關聯分析的基礎上，根據灰色關聯度對其實施在線控制的一種控制方法。但由于灰色關聯分析算法本身的局限性，尚未形成成熟的控制律，由該方法直接對被控對象實施控制的效果不佳。

發明內容

本發明提出了一種基于灰色關聯補償控制的氣動位置伺服控制系統，將灰色關聯控制與傳統控制相結合，在控制回路中添加灰色關聯補償控制器，設計灰色關聯補償控制律，根據氣動位置伺服控制系統的輸出序列與期望輸出序列之間的加權灰色關聯度，對傳統控制算法的控制量進行動態補償。

本發明所采用的技術方案是：

所述控制系統以無桿氣缸為被控對象，以氣動比例方向閥為控制閥。

所述控制系統通過NI 9215模塊實時采集與氣缸運動部件固結的位移傳感器的信號，經過控制算法的運算，控制量通過NI 9263模塊發出至比例方向閥，由比例方向閥控制進入和排出氣缸兩腔的氣體流量，調節氣缸兩腔的壓力，進而控制氣缸的位置。

所述NI cRIO-9025通過專用接口與NI 9215和NI 9263連接，NIcRIO-9025通過以太網端口與計算機相連。

所述氣動位置伺服控制系統的模型主要由比例方向閥和氣缸的數學模型兩部分構成，即閥控缸的數學模型。

所述補償控制器以灰色關聯分析理論為基礎，根據控制系統輸出響應序列與期望輸出序列之間的幾何形狀相似程度及其相對位置，并結合控制系統行為數據的變化趨勢，對傳統控制方法的控制輸出進行動態補償，保證其對氣動位置伺服系統的高精度控制。

本發明的有益效果是：該方法適用于具有非線性、時變和不確定性的伺服控制系統，特別是氣動位置伺服控制系統?；疑P聯補償控制方法簡單，建模迅速，控制及時、準確，便于工程實現。

附圖說明

圖1是本發明的氣動位置伺服控制系統原理圖。

圖2是本發明的灰色關聯補償控制原理圖。

圖中：1.氣源；2.過濾調壓組件3.比例方向控制閥；4.無桿氣缸；5.位移傳感器。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。