ASCO電磁閥開(kāi)環(huán)-閉環(huán)復(fù)合控制算法

ASCO電磁閥開(kāi)環(huán)-閉環(huán)復(fù)合控制算法
　以比例ASCO電磁閥為研究對(duì)象，以快速建立具有良好性能的通用控制算法為目標(biāo)，以充分利用電磁閥的響應(yīng)特性為途徑，提出了將開(kāi)環(huán)控制和閉環(huán)控制相結(jié)合的開(kāi)環(huán)-閉環(huán)復(fù)合控制算法，論述了控制算法的模型結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)過(guò)程。不同于將誤差作為**輸入的常規(guī)控制算法，復(fù)合控制算法同時(shí)將目標(biāo)值和誤差作為控制器的輸入。以電磁閥響應(yīng)特性實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，根據(jù)電磁閥的穩(wěn)態(tài)特性建立開(kāi)環(huán)控制表，消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)非線(xiàn)性;根據(jù)電磁閥的瞬態(tài)特性設(shè)計(jì)閉環(huán)控制器和滯后特性預(yù)估修正模塊，降低模型誤差和滯后特性的影響，提高動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了復(fù)合控制算法的控制精度、響應(yīng)速度和魯棒性。
ASCO電磁閥對(duì)壓力或流量進(jìn)行控制。由于比例閥在主要工作區(qū)間內(nèi)具有良好的線(xiàn)性，當(dāng)控制性能要求不高時(shí)，采用簡(jiǎn)單的PID 控制算法即能基本滿(mǎn)足要求。隨著精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)對(duì)控制精度、動(dòng)態(tài)性能、全工況調(diào)節(jié)性能和穩(wěn)定性的要求逐漸提高，則需要設(shè)計(jì)性能更加優(yōu)越的控制器。
提高控制性能的措施主要包括優(yōu)化電磁閥結(jié)構(gòu)和改進(jìn)控制算法兩個(gè)方面。在控制算法方面，為了在提高控制算法性能的同時(shí)，促進(jìn)控制算法的模塊化和通用化，本文提出一種針對(duì)比例電磁閥控制算法的設(shè)計(jì)流程，按照該流程即可獲得具有良好控制性能的控制算法，以某反比例溢流閥為例，論述控制算法的設(shè)計(jì)過(guò)程和控制效果。
1、ASCO電磁閥特性實(shí)驗(yàn)與建模
　　1.1、ASCO電磁閥特性實(shí)驗(yàn)
　　以某反比例溢流閥作為控制對(duì)象，油泵由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)調(diào)節(jié)占空比控制液壓缸的壓力。電磁閥特性實(shí)驗(yàn)包括穩(wěn)態(tài)特性實(shí)驗(yàn)和瞬態(tài)特性實(shí)驗(yàn)。穩(wěn)態(tài)壓力主要影響因素為占空比和油泵轉(zhuǎn)速，部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1a 所示。穩(wěn)態(tài)壓力在主要壓力范圍內(nèi)線(xiàn)性度良好，具有明顯的飽和特性和回滯特性。占空比一定時(shí)，油泵轉(zhuǎn)速越高，壓力越大，當(dāng)轉(zhuǎn)速超過(guò)3000r/min時(shí)，其對(duì)壓力的影響已不明顯。將相互對(duì)應(yīng)的兩條回滯曲線(xiàn)進(jìn)行平均，并做平滑處理，得到平均穩(wěn)態(tài)壓力特性。