一種執(zhí)行機(jī)構(gòu)自適應(yīng)pid控制方法及控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及飛機(jī)燃油系統(tǒng)全模試驗(yàn)領(lǐng)域，具體涉及一種執(zhí)行機(jī)構(gòu)自適應(yīng)PID控制方法及控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在飛機(jī)燃油系統(tǒng)全模試驗(yàn)中，需要模擬飛機(jī)飛行時(shí)高度變化引起的環(huán)境箱壓力、發(fā)動機(jī)引氣壓力、發(fā)動機(jī)入口供油流量、飛行姿態(tài)、壓力加油接頭入口處壓力及流量等；可利用閥、缸等控制元件盒控制器組成控制回路，以實(shí)現(xiàn)壓力及流量的精確控制。但是，由于試驗(yàn)環(huán)境復(fù)雜、氣體壓力及流量控制系統(tǒng)組成的部件多，采用常規(guī)PID控制方法效果差、精度低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種執(zhí)行機(jī)構(gòu)自適應(yīng)PID控制方法及控制系統(tǒng)，以解決目前的PID控制方法效果差、精度低的問題。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0005]—種執(zhí)行機(jī)構(gòu)自適應(yīng)PID控制方法，包括如下步驟:
[0006]步驟一、處理器接收待控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)發(fā)送的當(dāng)前狀態(tài)信息，以及所述待控制系統(tǒng)的期望狀態(tài)信息，并根據(jù)所述當(dāng)前狀態(tài)信息和所述期望狀態(tài)信息的差值得到差值絕對值a和差值變化率b ;
[0007]步驟二、設(shè)定所述差值的最小閾值amin、中間閾值amid以及最大閾值amax ；
[0008]步驟三、當(dāng)所述處理器判斷a ^ amax時(shí)，所述處理器選擇專家PID控制器，并進(jìn)行步驟四；
[0009]當(dāng)所述處理器判斷amid ^ a < amax,且aXb > O時(shí)，所述處理器選擇所述專家PID控制器，并進(jìn)行步驟四；
[0010]當(dāng)所述處理器判斷amin ^ a < amid，且aXb > O時(shí)，所述處理器選擇模糊PID控制器，并進(jìn)行步驟五；
[0011]當(dāng)所述處理器判斷aXb<0且bXbiX)或a = 0時(shí)，所述處理器選擇所述模糊PID控制器，并進(jìn)行步驟五；
[0012]當(dāng)所述處理器判斷aXb < (KbXb1S O以及amid ^ a < amax時(shí)，所述處理器選擇所述專家PID控制器，并進(jìn)行步驟四；
[0013]當(dāng)所述處理器判斷aXb < (KbXb1S O以及amin ^ a < amid時(shí)，所述處理器選擇所述模糊PID控制器，并進(jìn)行步驟五；
[0014]當(dāng)所述處理器判斷a < amin時(shí)，所述處理器選擇所述模糊PID控制器，并進(jìn)行步驟五；
[0015]步驟四、所述專家PID控制器根據(jù)所述a向執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)送控制量，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)所述控制量驅(qū)動所述待控制系統(tǒng)；
[0016]步驟五、所述模糊PID控制器根據(jù)所述a和b向所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)送控制量，以驅(qū)動所述待控制系統(tǒng)。
[0017]可選地，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括伺服閥和作動筒，所述伺服閥根據(jù)PID控制器發(fā)送的所述控制量對所述作動筒伸縮量進(jìn)行控制。
[0018]可選地，所述待控制系統(tǒng)為飛機(jī)飛行姿態(tài)模擬臺架，所述狀態(tài)信息為所述飛機(jī)飛行姿態(tài)模擬臺架的角度信息。
[0019]可選地，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括伺服閥和調(diào)節(jié)閥，所述伺服閥根據(jù)PID控制器發(fā)送的所述控制量對所述調(diào)節(jié)閥的開度進(jìn)行控制。
[0020]可選地，所述待控制系統(tǒng)為發(fā)動機(jī)供油流量調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)，所述狀態(tài)信息為所述發(fā)動機(jī)供油流量調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)中發(fā)動機(jī)的耗油量。
[0021]本發(fā)明還提供了一種執(zhí)行機(jī)構(gòu)自適應(yīng)控制系統(tǒng)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動待控制系統(tǒng)，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)自適應(yīng)控制系統(tǒng)包括:
[0022]專家PID控制器和模糊PID控制器，分別與所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接；
[0023]狀態(tài)信息采集器，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測所述待控制系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)信息；
[0024]處理器，用于根據(jù)所述狀態(tài)信息采集器實(shí)時(shí)發(fā)送的所述待控制系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)信息，以及輸入的所述待控制系統(tǒng)的期望狀態(tài)信息，選擇所述專家PID控制器或所述模糊PID控制器對所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制。
[0025]可選地，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括伺服閥和作動筒，所述伺服閥根據(jù)PID控制器發(fā)送的所述控制量對所述作動筒伸縮量進(jìn)行控制。
[0026]可選地，所述待控制系統(tǒng)為飛機(jī)飛行姿態(tài)模擬臺架，所述狀態(tài)信息采集器為角度傳感器，所述狀態(tài)信息為所述飛機(jī)飛行姿態(tài)模擬臺架的角度信息。
[0027]可選地，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括伺服閥和調(diào)節(jié)閥，所述伺服閥根據(jù)PID控制器發(fā)送的所述控制量對所述調(diào)節(jié)閥的開度進(jìn)行控制。
[0028]可選地，所述待控制系統(tǒng)為發(fā)動機(jī)供油流量調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)，所述狀態(tài)信息采集器為流量計(jì)，所述狀態(tài)信息為所述發(fā)動機(jī)供油流量調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)中發(fā)動機(jī)的耗油量。
[0029]本發(fā)明的有益效果:
[0030]本發(fā)明的執(zhí)行機(jī)構(gòu)自適應(yīng)PID控制方法及控制系統(tǒng)中，能夠根據(jù)需要選擇專家PID控制器和模糊PID控制器進(jìn)行控制，調(diào)節(jié)速度快、上升時(shí)間少，并且超調(diào)量小、控制精度高，能夠更好地滿足伺服系統(tǒng)快速性要求，提高了伺服系統(tǒng)的控制品質(zhì)，滿足飛機(jī)燃油系統(tǒng)全模試驗(yàn)中伺服控制系統(tǒng)既要控制精度高、穩(wěn)定性好、魯棒性強(qiáng)，同時(shí)響應(yīng)速度快的要求。
【附圖說明】
[0031]圖1是本發(fā)明執(zhí)行機(jī)構(gòu)自適應(yīng)PID控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]這里將詳細(xì)地對示例性實(shí)施例進(jìn)行說明，其示例表示在附圖中。下面的描述涉及附圖時(shí)，除非另有表示，不同附圖中的相同數(shù)字表示相同或相似的要素。
[0033]如圖1所示，本發(fā)明提供的一種執(zhí)行機(jī)構(gòu)自適應(yīng)PID控制系統(tǒng)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)I用于驅(qū)動待控制系統(tǒng)2。執(zhí)行機(jī)構(gòu)自適應(yīng)控制系統(tǒng)包括專家PID控制器5、模糊PID控制器6、狀態(tài)信息采集器3以及處理器4。
[0034]專家PID控制器5和模糊PID控制器6為已知的PID控制器，分別與執(zhí)行機(jī)構(gòu)I連接，用于向執(zhí)行機(jī)構(gòu)I輸入控制指令。
[0035]狀態(tài)信息采集器3與待控制系統(tǒng)2連接，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測待控制系統(tǒng)2的狀態(tài)信息。
[0036]處理器4用于根據(jù)狀態(tài)信息采集器3實(shí)時(shí)發(fā)送的待控制系統(tǒng)2的當(dāng)前狀態(tài)信息，以及輸入(手動輸入或者計(jì)算機(jī)自動輸入)的待控制系統(tǒng)2的期望狀態(tài)信息，選擇專家PID控制器5或模糊PID控制器6對執(zhí)行機(jī)構(gòu)(I)進(jìn)行控制。
[0037]本發(fā)明的執(zhí)行機(jī)構(gòu)自適應(yīng)PID控制系統(tǒng)中，能夠根據(jù)需要選擇專家PID控制器5和模糊PID控制器6進(jìn)行控制，調(diào)節(jié)速度快、上升時(shí)間少，并且超調(diào)量小、控制精度高，能夠更好地滿足伺服系統(tǒng)快速性要求，提高了伺服系統(tǒng)的控制品質(zhì)，滿足飛機(jī)燃油系統(tǒng)全模試驗(yàn)中伺服控制系統(tǒng)既要控制精度高、穩(wěn)定性好、魯棒性強(qiáng)，同時(shí)響應(yīng)速度快的要求。
[0038]進(jìn)一步，本發(fā)明的執(zhí)行機(jī)構(gòu)I可以根據(jù)需要進(jìn)行適合的選擇，本實(shí)施例中，執(zhí)行機(jī)構(gòu)I包括伺服閥和作動筒；伺服閥根據(jù)PID控制器發(fā)送的控制量對作動筒伸縮量進(jìn)行控制。同樣，待控制系統(tǒng)2可以根據(jù)需要進(jìn)行適合的選擇，本實(shí)施例中，待控制系統(tǒng)2為飛機(jī)飛行姿態(tài)模擬臺架，狀態(tài)信息采集器為角度傳感器，狀態(tài)信息為飛機(jī)飛行姿態(tài)模擬臺架的角度?目息O
[0039]在另一實(shí)施例中，執(zhí)行機(jī)構(gòu)I包括伺服閥和調(diào)節(jié)閥，伺服閥根據(jù)PID控制器發(fā)送的控制量對調(diào)節(jié)閥的開度進(jìn)行控制。待控制系統(tǒng)2為發(fā)動機(jī)供油流量調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)，狀態(tài)信息采集器為流量計(jì)，狀態(tài)信息為發(fā)動機(jī)供油流量調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)中發(fā)動機(jī)的耗油量。
[0040]本發(fā)明提供的一種執(zhí)行機(jī)構(gòu)自適應(yīng)PID控制方法，包括如下步驟:
[0041]步驟一、處理器4接收待控制系統(tǒng)2實(shí)時(shí)發(fā)送的當(dāng)前狀態(tài)信息，以及待控制系統(tǒng)2的期望狀態(tài)信息，并根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)信息和期望狀態(tài)信息的差值得到對應(yīng)的差值絕對值a和差值變化率b。其中，差值絕對值a和差值變化率b的采用常規(guī)的計(jì)算方法，不再贅述。
[0042]步驟二、設(shè)定上述差值的最小閾值amin、中間閾值amid以及最大閾值amax。同樣，最小閾值amin、中間閾值amid以及最大閾值amax可以根據(jù)需要進(jìn)行適合的設(shè)定。
[0043]步驟三、當(dāng)處理器