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复合FUZZY-PID焊缝跟踪控制算法

2512864 2009-08-12 | rar | 153 | 次下载 | 5积分

资料介绍

本文设计了一种用于水下焊接机器人焊缝跟踪的复合FUZZY-PID 控制器，采用模糊
控制和PID 并联的控制模式，在大的误差范围内采用FUZZY-PID 控制，进行快速响应调整，在小的误差范围内采用传统线性PID 控制进行小偏差的调整。两种控制模式采用基于阈值的切换方法，当焊缝偏差小于2mm 时，采用PID 控制，当偏差大于2mm 时，采用模糊PID控制。通过试验可以看出，这种复合模糊PID 控制器动态响应快，超调量小，稳态精高，能够满足焊缝跟踪的要求。
水下焊接是一个强干扰的过程，各种不同的干扰相互影响，从而会产生焊接位置偏差。
在焊缝自动跟踪系统中采用经典控制的理论和方法进行控制，在实际焊接生产中往往不能得到令人满意的结果。而新兴的模糊控制是一种与经典PID 控制完全不同的控制算法，它具有PID 控制没有的一些优越特点，使得它在一些复杂的控制系统中得到较好的应用。模糊控制的特点有如下几点[1-4] 。1）它可以应用在不知被控对象的数学模型而有人工控制的经验的场合；2）它可以应用在非线性系统中，如机器人自动焊接控制系统中；3）由于模糊控制系统的核心是模糊控制器，而模糊控制器的实现是用微机来实现的，所以该控制系统具有数字控制的精确性。但是模糊控制器存在控制精度不足、稳态误差大、易震荡等问题，这对我们焊缝跟踪系统跟踪精度影响很大。因此我们将模糊控制和PID 控制相结合，在大范围内采用模糊控制，以适应整个系统的非线性，在偏差较小时采用PID 控制，以提高系统的控制精度，这样将两者结合起来，发挥各自的长处，同时又避免各自的不足，以达到焊缝跟踪的效果[5-6]。