如何设计基于变频调节的路灯车泵阀节能性系统的控制策略??   东莞石龙路灯车出租,  东莞路灯车出租,  路灯车出租       根据基于变频调节的泵阀联合系统的性能特性分别对泵口单元和阀口单元设计相应的控制策略使得系统性能得到优化。对于泵口单元PID压力控制器中除了微分参数设置为0外，其余都进行设计模糊控制方法来产生参数的调整，来合理的调节系数的变换使得泵口单元稳定性得到改善且动态响应也有所提升。对于阀口单元设计前馈补偿位移控制器，通过对系统中系统压力等干扰因素进行前馈补偿，来进一步提升控制精度。

    泵头单元—模糊PID压力控制器,   设计泵头单元的泵口压力受控制系统的实时监测，与给定的压力进行比较得到偏差。偏差值进行放大作为实时调整电机转速的控制信号，变频电机的控制信号分为两部分：偏差信号的积分环节和比例环节。PID控制器的比例环节主要对压力误差进行放大运算来加快动态响应，而积分环节的作用是主要来消除系统的稳态误差。同时PID控制器中比例与积分参数如果选择过大或过小会使得压力波动性变大，系统稳定程度降低。所以PID控制器系统的大小取值对泵口单元系统稳定性和动态响应性有很重要的作用。压力PID控制器的设计，通常变频电机的控制信号为0-10V电压，因此连接电机的控制端PID控制信号保证电压输出在0-10V，所以PID控制器的比例环节pu处于为-10V-10V之间,积分环节iu调节范围为0-10V。根据泵控部分的性能分析和PID控制器的作用原理可知，当比例系数过大时，电机转速的波动加剧，不利于系统的稳定性。而当比例系数过小时，电机转速变化不明显，因而达不到精确调节压力动态的精度和灵敏度。当积分时间常数过大时，积分环节作用不明显，动态追踪电机转速的作用变小。当积分时间常数过小时，系统压力产生阶跃动荡。因此泵口单元的压力控制器的参数调节对系统压力的调节以及电机转速的调节至关重要。单一的PID控制已经无法满足泵口单元平稳且较高的调节精度的需要了。所以控制器的参数设计能够自我整定对PID控制器中比例环节和积分环节。模糊PID控制器将比例系数和积分时间常数进行自我整定，由控制经验设计的模糊控制器，在线修正模糊控制器的控制参数和模糊规则省略对控制对象建立数学模型，因而表现出自我整定的作用且适用于非线性系统。

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      模糊控制器功能流程,  针对本文比例模糊控制器的输入量p1u是压力误差pe的绝对值,输出量是PID控制器的比例系数。积分模糊控制器的输入量1ui是压力误差变化率的绝对值，输出量是PID控制器的积分系数。ppe1u, pie1u.   当误差较大时，比例系数控制在适当降低，抑制过大的比例增益，造成电机转速过高；当误差较小时，比例系数控制在较大的提高，提高压力控制的灵敏度和快速响应；当误差有增大的趋势时，电机速度应加快调节速度，积分系数获得较大的提高；当误差有减小趋势时，积分系数控制在较小的减少，因为电机转速调节中的震荡过程可以降低。对于积分系数模糊控制器而言，零，较小，较大，大四个等级作为输入变量调节范围。模糊集为{O,PS,PN,PB},偏差量导数的绝对值的论域为{0,1,2,3}。对于比例系数模糊控制器输入量由：零，较小，较大三个等级。模糊集为{0，PS,PN},偏差量的绝对值的论域为{0,1,2}。  对于积分系数模糊控制器的输出量也分为四级：零，较小，较大，大。模糊集为{O,PS,PN,PB},论域为{0,1,2,3}。对于比例系数模糊控制器的输出量为三级：零，较小，较大。模糊集为{0，PS，PN}，论域为{0,1,2}。输出量的变化划分：图3.3输出量变化划分积分系数模糊控制器的控制规则如下：若Ui为零，则Ki为零；若Ui为较小，则Ki为较小；若Ui为较大，则Ki为较大；若Ui为大，则Ki为大；比例系数模糊控制器中设计的模糊规则：若Up为零，则Kp为零；若Up为较小，则Kp为较大；若Up为较大，则Kp为较小.   

   

     阀控部分—前馈补偿PID位置控制器设计本文中根据阀控部分性能分析可知由于油源压力的波动以及液压缸两腔压力作为外干扰信号的输入对阀控单元系统稳定性的变化且控制精度的变换都有影响，为了解决这类问题引入前馈补偿控制器的设计方案，传统的伺服阀控制液压缸的PID控制器结构简单，性能优越改善，并且控制器的智能整定参数。但是一种反馈的控制算法，PID控制器往往能根据被控量的偏差进行消除各种外界扰动，但是调节作用总是发生在扰动之后，存在滞后。这样扰动对系统中发生的不稳定性已经产生了。所以设计一种前馈补偿控制器是在外界扰动产生干扰发生前对被控量的偏差进行调节，使得外界信号影响不大调节作用及时有效。依照阀控缸的系统特性来推导出前馈补偿控制器的控制原理，假设伺服阀阀口A与液压缸的的无杆腔进行连接，伺服阀的阀口B与液压缸的有杆腔连接。同时以活塞杆伸出的方向为正，令AQ表示伺服阀阀口A的流量，BQ表示伺服阀口B的流量，1Q表示液压缸容积较大腔的流量，2Q表示液压缸容积较小腔的流量。当活塞杆伸出的时候，液压油经A口进入液压缸无杆腔推动活塞外出，然后有杆腔的液压油经B口进入油箱，在这个过程中BAQQ,均为正值，而反之则为负值。AQQ1.  其中活塞杆外出的速度，又由阀口A的节流方程可知2c1PPwxQsvdA.   由于实际中w为未知数，所以只能根据伺服阀产品技术手册来得到阀口A的输出流量，我们通常可以通过伺服阀控制信号为100%时，在额定压力差NP的到额定流量NQ。所以根据已知的参数，当伺服阀控制信号fu发生变化时，伺服阀阀口A在压力差P的流量为：NNfAQPPuQmaxu.   通过整理变形的：max11uuPPPQvASNNf.   同理可得当液压缸活塞伸入的时候控制信号fu的计算公式：max22uuPPPQvASNNf.   所以综合上式可得伺服阀前馈控制量在液压缸活塞伸入与伸出时，以液压缸活塞杆期望的得到的速度r的控制律为：max22max1r1uuPPPQvAuPPPQvASNNrSNNf.   对于前馈补偿控制信号可得发现不仅与期望的速度信号有关还与泵头单元的输出压力以及液压缸无杆腔和有杆腔的压力有关，同时液压缸的活塞杆左右压力和系统压力也是影响阀控单元的外界干扰信号，在外界干扰发生偏差的时候通过前馈补偿控制系统产生前馈补偿信号与PID控制信号一起作用于伺服阀输入信号，这样就能满足PID调节滞后于外界干扰的问题。

       针对基于变频调节的泵阀联合系统的泵口单元系统和阀口单元系统的性能要求设计相应的控制策略。泵口单元系统在设计的模糊控制优化策略下将将压力PID调节器的比例系数和积分时间系数进行自适应的整定合理调节，满足泵口系统的变频电机跟随压力波动而产生所要求的动态调控响应以及压力调节不会产生巨大的波动控制在合理的范围之内具有稳定性。阀口单元系统设计前馈补偿控制器来消除阀口单元系统的系统压力，液压缸两腔压力作为干扰信号对系统所设定的位移造成的动态响应控制精度差以及波动稳定性差的问题。阀控系统很好的对控制误差得到控制，进行补偿。

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