[發明專利]一種基于模糊PID的多葉光柵雙閉環運動控制方法

在審

• 申請號: 201810687918.6
• 申請日: 2018-06-28
• 公開（公告）號: CN108628174A
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發明（設計）人: 李興成;馬曉陽;孫鳳池
• 申請（專利權）人: 深圳市艾華聯盟科技有限公司
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 杜文茹

1.一種基于模糊PID的多葉光柵雙閉環運動控制方法，其特征在于，是在多葉光柵的控制過程中設置有位移環控制器(1)和速度環控制器(2)，所述位移環控制器(1)的輸入是上位機給定的多葉光柵葉片電機(3)的位移值與系統的實際運行的位移值之差，即系統初始位置差，所述位移環控制器(1)根據系統初始位置差，輸出目標速度，所述目標速度與所述多葉光柵葉片電機(3)的實際檢測速度的差值，即實時速度誤差e(t)，構成速度環控制器(2)的輸入，所述的速度環控制器(2)根據接收到的實時速度誤差e(t)調節多葉光柵葉片電機(3)的運行速度，從而控制系統位移。

2.根據權利要求1所述的一種基于模糊PID的多葉光柵雙閉環運動控制方法，其特征在于，設定系統以最大加速度運行使得速度從零至最大速度所需距離為加速距離，所述的位移環控制器(1)的控制如下：

1)當系統初始位置差大于兩倍的加速距離時，系統先加速至最大速度，然后保持最大速度運行，直至系統位置差小于加速距離時，系統減速直至停止運動；

2)當系統初始位置差小于等于兩倍的加速距離時，系統前半程加速，后半程減速。

3.根據權利要求2所述的一種基于模糊PID的多葉光柵雙閉環運動控制方法，其特征在于，所述的位移環控制器(1)的第1)種控制中的系統當前時刻的速度表達式為：

若Δx_s＞2Δx_a

其中Δx_p為系統當前位置差值；Δx_s為系統初始位置差值；Δx_a為加速距離；a為系統最大加速度；v(n)為當前時刻n的速度；v(n-1)為前一個時刻的速度，t為采樣時間。

4.根據權利要求2所述的一種基于模糊PID的多葉光柵雙閉環運動控制方法，其特征在于，所述的位移環控制器(1)的第2)種控制中的系統當前時刻的速度表達式為：

若Δx_s≤2Δx_a

5.根據權利要求1所述的一種基于模糊PID的多葉光柵雙閉環運動控制方法，其特征在于，所述的速度環控制器(2)采用模糊PID控制方式，包括有模糊控制器(2.1)和PID控制器(2.2)，其中，所述模糊控制器(2.1)分別以接收到的實時速度誤差e(t)，以及對所述實時速度誤差e(t)求導后得到的實時速度誤差變化率ec(t)為輸入，以PID控制器(2.2)的三個參數變化量ΔK_p、ΔK_i、ΔK_d為輸出；所述的PID控制器(2.2)將從輸入端得到的三個參數變化量ΔK_p、ΔK_i、ΔK_d，以及實時速度誤差e(t)運算后得到輸出占空比u控制多葉光柵葉片電機(3)的運行速度。

6.根據權利要求5所述的一種基于模糊PID的多葉光柵雙閉環運動控制方法，其特征在于，所述的模糊控制器(2.1)將輸入端提到的實時速度誤差變化率ec(t)和實時速度誤差e(t)經比例運算轉化為模糊值，再將所述的模糊值并使用三角形模糊變量隸屬度函數進行運算，得到模糊子集，對所述的模糊子集采用模糊控制規則進行推理，將推理結果經重心法解模糊運算得到三個參數變化量ΔK_p、ΔK_i、ΔK_d輸出給PID控制器(2.2)。

7.根據權利要求6所述的一種基于模糊PID的多葉光柵雙閉環運動控制方法，其特征在于，所述的模糊子集包括有：負大NB、負中NM、負小NS、零ZO、正小PS、正中PM、正大PB。