【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于预设性能的气液液压机pid控制方法，属于液压机。
技术介绍
1、气液液压机以压缩空气为动力源，通过气液增压泵转换获得局部高压，控制液压缸产生作用力使金属产生塑性变形。随着液压技术和数字化技术的发展，液压机的控制精度要求越来越高，控制系统的作用也愈发重要。
2、传统的pid控制是工业生产过程控制中应用最广泛的控制策略之一，其具有以下优点：原理简单，使用方便，应用广泛，鲁棒性强。但是由于传统pid控制比较侧重于控制系统的稳态性能，对系统动态性能(包括超调量和收敛速度等)的控制不够理想，要提高响应速度，就会使超调量增大，加剧响应振荡；如果将系统设置为无超调，又会使响应速度变慢。因此，单纯使用传统pid控制时，很难通过简单的参数调试来满足液压机无超调的控制要求。
3、所谓预设性能控制是指系统的跟踪误差收敛至一个预先确定的任意小的残差集，同时最小收敛速率满足预设值，最大超调不能超过预设值，保证了追踪误差的瞬态误差。进而优化了系统的动态性能(包括超调量和收敛速度等)。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提出一种基于预设性能的气液液压机pid控制方法，将传统pid控制与预设性能控制相结合设计气液液压机控制器，优化了系统的动态性能，提高了液压机的稳定性和可靠性。
2、本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种基于预设性能的气液液压机pid控制方法，气液液压机包括压力传感器、气液增压泵、主缸和控制器，压力传感器设置于主
4、输出信号u计算过程为：
5、气液液压机的期望输入压力为pd，实际输出压力为p，则误差变量e1定义为：
6、e1＝p-pd，e1,p,pd∈rn (1)
7、气液液压机的控制目标是控制误差为了使控制误差更快更好的趋近于零，引入预设性能函数v(t)，能够实现：
8、-v(t)＜e1(t)＜v(t)，t∈[0,∞) (2)
9、选取的预设性能函数v(t)为：
10、v(t)＝(v0-v∞)e-lt+v∞ (3)
11、式中，t表示时间，v0,v∞,l＞0为预设定常数，v0为跟踪误差超调量的上限，表示时间为0的函数值，要求大于误差的初始值；v∞为预设定的稳态误差上限，要求v∞＞0；l表征v(t)的衰减速度，其值越大系统响应的调节时间越短，e为常数(约为2.71)；
12、基于预设性能控制原理，设定义误差转换函数：
13、
14、式中，ε为转换误差，e1为误差变量；
15、定义误差转换形式为：
16、e1(t)＝v(t)t(ε) (5)
17、联立公式(4)(5)得到：
18、
19、根据误差转换思想，设计非线性函数：
20、
21、式中，i＝p,i,d；在实际应用中，fp(e1,t),fi(e1,t),fd(e1,t)分别表示比例增益通道、积分增益通道和微分增益通道，可以独立而不同，为保证pid控制结构简单易实现的特性，将fp(e1,t),fi(e1,t),fd(e1,t)均选为形式的非线性函数，即fp(e1,t),fi(e1,t),fd(e1,t)的值相同；
22、u的计算式为：
23、
24、式中，u表示输出信号，即对气液增压泵的控制量输入；kp，ki，kd分别代表比例系数、积分系数和微分系数。
25、本专利技术未详尽之处，均可参见现有技术。
26、本专利技术的有益效果为：
27、传统的pid控制需要经过多次的参数整定及调试后才能逐步减少控制误差，本专利技术提出的控制方法通过设定衰减的预设性能函数v(t)＝(v0-v∞)e-lt+v∞，使其满足-v(t)＜e(t)＜v(t)，通过预设定v0,v∞,l值来分别调整系统误差的最大超调量，稳态误差值和响应的调节时间，进而实现对系统稳态及动态(包括超调量和收敛速度等)的控制。
28、本专利技术没有引入额外的调整参数，只需调整pid的比例系数kp、积分系数ki和微分系数kd，且比例系数、积分系数和微分系数调整只需保证系统稳定即可(通常可采用工程整定的方法，在工程实际中进行调整和修改)，参数调整更加灵活且不易引起传统pid控制中响应速度和超调量之间的矛盾。
29、本专利技术应用在液压机相较传统pid控制具有响应快、无超调等优点，增强了系统的稳定性和可靠性，具有良好的工程实用价值。
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1.一种基于预设性能的气液液压机PID控制方法，其特征在于，气液液压机包括压力传感器、气液增压泵、主缸和控制器，压力传感器设置于主缸处，用于实时测量主缸的实际压力值，并将压力信号反馈回控制器的计算模块，计算模块接收输入的压力设定值和压力传感器测量的实际值，计算出二者的差，即误差变量e1，将误差偏差e1输入控制器，控制器将输出信号u输入控制气液增压泵并对主缸进行压力控制，进行工件加工；
【技术特征摘要】
1.一种基于预设性能的气液液压机pid控制方法，其特征在于，气液液压机包括压力传感器、气液增压泵、主缸和控制器，压力传感器设置于主缸处，用于实时测量主缸的实际压力值，并将压力信号反馈回控制器的计...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘纪金，王扬扬，葛振华，
申请(专利权)人：山东海德尼克液压科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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