步进伺服系统适应性模糊控制器设计

时间:2023-03-20作者:佚名
对于步进电机运行的闭环控制,这里采用两输入单输出的模糊控制器。两个输入量分别是天线阵面跟踪角位移的偏差和偏差变化率,输出量是步进电机的运行频率。一个典型的模糊控制器都包含有三个环节:精确量的模糊化、模糊推理和反模糊化。
为提高实时性和跟踪精度,这里采用离线模糊推理运算,制定模糊决策表,存入EPRO中,用查表法决定输出量。由于雷达罩天线座测量仪测量参数较多和测量环境的变化(如室外风载荷影响等),在一般场合下,依据原手动断续定点跟踪测量经验总结的知识库则常常具有很大的局限性,致使控制效果受到影响。为此,在反模糊化环节后面,又加入了自适应参数调节环节,以适应不同测量场合和控制过程的突变,提高跟踪效果。因此本文设计的闭环适应性模糊控制器的结构框图如图1所示。
步进伺服系统适应性模糊控制器设计
1.精确量的模糊化
对反馈测量环节得到的方位、俯仰轴的角位移偏差和偏差变化率信号的精确值,首先进行模糊化处理。对于角位移偏差、偏差变化率和控制输出量分别可看作离散整数论域[-6, 6]上的语言变量E、E7和F,并对E、E7、F的语言变量值化分为:PL(正大)、PM(正中)、PS(正小)、O、NS(负小)、NM(负中)、NL(负大)7个档次,其隶属函数取三角分布,如图2所示。
步进伺服系统适应性模糊控制器设计
2.模糊推理及决策表建立
模糊推理就是根据一系列语言规则构成的模糊知识库,对输入变量进行推理,而获得控制量的过程,对于图1的模糊控制器结构,这里采取Mamdani推理法,并取如下模糊推理规则:
步进伺服系统适应性模糊控制器设计
取i=0,1,2,…,7和j=0,1,2,…,7由式(1)产生7×7条控制规则,按照上述对语言变量的值档次的划分,其规则基如表1所示。
步进伺服系统适应性模糊控制器设计
根据Mamdani推理法有A×B×C,其对应的模糊关系最为:
步进伺服系统适应性模糊控制器设计
式(2)~(6)中,分别为模糊集合A、B、C、R的隶属度,且:
步进伺服系统适应性模糊控制器设计
对于已知输入A、B,则输出C可用下式求得:
步进伺服系统适应性模糊控制器设计
3.模糊量的精确化
按上述模糊推理获得的模糊控制量,还需进行精确化处理才能用于实际控制。对模糊量的精确化处理,本文采用工业控制中广泛应用的加权平均法:
步进伺服系统适应性模糊控制器设计
按照上述推理,离线计算得出模糊决策表,存人计算机内存,在跟踪控制过程中靠查表法迅速得出控制量,从而大大提高了实时跟踪能力和跟踪精度。
4.量化因子的适应性调节
由于雷达罩天线座跟踪测量仪测量参数较多,且既有静态测量又有动态测量,而上述决策表模糊推理知识库是在一个方向为零角度(零点位置)而另一方向上为-60度~ 60度全行程范围内手动跟踪测量得出的经验总结,在其它场合下的参数测量时,模糊控制效果则不一定好,因此为使跟踪效果更好,在基本模糊控制器的基础上,又增加了输入、输出量化因子的适应性调节环节,以更好地适应各测量场合。
当偏差e或偏差变化率△P较大时,缩小K1、K2降低大偏差范围内的分辨率,以获得较平缓的控制特性,保证系统的稳定性;同时增大K3提高快速性,改善系统的动态性能。
当偏差e或偏差变化率△P较小时,系统已接近稳态,则调节增大K1、K2,提高系统对小偏差的分辨率,提高控制的灵敏度;同时缩小K3,以避免超调和振荡,使系统尽快进入稳态精度范围内。量化因子K1、K2、K3的调节规律如图3所示。
步进伺服系统适应性模糊控制器设计
图3中,1为两个输入量的量化曲线,其上各点的斜率为量化因子K1、K2的适应性调节规律,2为调节的恒定量化因子,3为输出量的量化曲线,其各点的斜率为K3的适应性调节规律。

相关阅读

装修小白需了解的水电装修施工工艺流程,做个明明白白的消费者

工艺篇 ▲水电──放样 施工流程: 水电管线走向定位→开关、插座、龙头位置定位→设备定位→业主、设计师确认。 工艺说明与具体要求: (1)根据图纸对水电走向、设备位置和开...
2023-06-11

PLC编程基本指令系统与编程方法

一、 基本指令系统特点 plc 的编程语言与一般计算机语言相比,具有明显的特点,它既不同于高级语言,也不同与一般的汇编语言 ,它既要满足易于编写,又要满足易于调试的要求。目...
2023-03-21
PLC编程基本指令系统与编程方法

住宅小区电动汽车充电桩电力配置图纸设计实例实战剖析

本小区住宅户数总368户,规划总车位数394个(其中地上停车位32个,地下停车位362个),按规划总车位数的100%,规划充电桩负荷配电。充电桩负荷配电区域:划分为供电网络与充电网络。本次...
2024-10-17
住宅小区电动汽车充电桩电力配置图纸设计实例实战剖析

常见电动机控制线路的功能与实际应用,图文并茂

三相交流电动机电阻器降压启动控制线路是依靠电阻器、启动按钮、停止按钮、交流接触器等控制部件控制三相交流电动机。 三相交流电动机Y—△降压启动控制电路是指三相交流电动...
2023-06-25
常见电动机控制线路的功能与实际应用,图文并茂

一例三极开关符号与组合开关的接线图

本文介绍了三极开关的符号,组合开关的结构与符号图,组合开关起停电动机的接线图,组合开关(又称转换开关)常用来作为电源引入开关,也能用来直接起动和停止小容量笼型电动机...
2023-06-26

热销商品

国标TRVV高柔性拖链电缆2—48芯0.3 0.5 1 1.5 2.5平方耐弯折软线

国标TRVV高柔性拖链电缆,专为满足严苛工况下的动态传输需求而设计。该电缆具有2至48芯多种配置,适用于0.3、0.5、1.5、2.5平方等多种截面积选择,灵活满足不同设备的...
¥ 1.24

定做定制各类密封条三元乙丙橡胶硅胶PVC防火阻燃EVA氯丁石墨丁晴

本公司专业定做各类定制密封条,涵盖三元乙丙橡胶(EPDM)、硅胶、PVC、EVA、氯丁橡胶、丁腈橡胶及石墨复合等多种材质,满足不同行业对密封、防水、隔音、隔热及防火阻燃...
¥ 1

直销配电箱暗插销铰链门轴CL225插销带螺丝固定铁皮柜弹簧铁铰链

CL225插销式暗铰链专为配电箱、铁皮柜等金属柜体设计,采用优质冷轧钢板经冲压成型,表面镀锌处理,防腐耐用。其内置弹簧结构,确保柜门开合顺畅、自动复位,提升使用便捷...
¥ 0.06

浇铸抛光螺纹钢扭矩扳手 镀锌双头延长杆扳手多功能工具 开口扳手

这款多功能工具集浇铸抛光螺纹钢扭矩扳手、镀锌双头延长杆扳手与开口扳手于一体,采用优质合金钢精密浇铸并经抛光处理,表面镀锌防锈,耐用性强。其双头设计适配多种规...
¥ 0.6

橡胶包边条 U型橡胶条橡胶防撞条卡槽橡胶钢板卡条玻璃嵌条密封条

橡胶包边条、U型橡胶条、橡胶防撞条、卡槽橡胶条、钢板卡条及玻璃嵌条密封条,是一类广泛应用于门窗、家具、机械设备及汽车等领域的密封与防护配件。采用优质橡胶(...
¥ 0.7

网站栏目