双缸同步液压系统Fuzzy-PID控制仿真研究

　　在现代工业、航空航天和军事工程等领域中,液压同步系统在工程实际中应用广泛。比如起竖、装填均要通过液压同步系统来实现,并且要求其在位置、角度等同步控制上具有较高的精度,以获得精密的工件和完成精细的工作。相反,若起竖油缸不同步,就可能导致武器装备起竖时不平稳,甚至使油缸发生扭转,造成无法挽回的损失。为了改善起竖同步性能,提高快速调平、起竖的能力,确保安全,作为执行元件的液压缸实现精确的位置、角度同步控制就非常重要了。

　　然而液压缸同步控制是液压领域的一个难题,很多学者对此进行了研究,并取得了一些较好的成果,但大多只停留在比较理想化的模型上,对于负载不均衡、摩擦阻力不等、变负载等影响同步的精度因素没有考虑。因此,借助AMESim仿真平台,运用Fuzzy-PID控制与Matlab/Smi ulink进行联合仿真,对液压缸同步系统进行研究。

　　1　联合仿真接口设置及实现

　　1·1　AMESim软件简介[1]

　　AMESim (AdvancedModelingEnvironment forSmi-ulations of engineering systems)表示系统工程高级建模和仿真平台。它是法国IMAGINE公司于20世纪90年代推出的专门用于系统工程的建模和仿真,如机械、液压、气动、热、电和磁等领域。仿真建模的语言是工程技术语言,不需要编写任何程序代码。

　　1·2　联合仿真环境设置

　　(1)设置环境变量[2-3],打开我的电脑→属性→高级→环境变量,设置AMESim 4·2 (以下简称AMESim )环境变量,变量名为AME,值为其安装路径;设置Matlab6p5 (以下简称Matlab)环境变量,变量名为MATLAB,值为其安装路径;确认在系统变量PATH中包含系统安装目录C: WINNT Sys-tem32。(2)在Matlab的目录列表里加上AMESim与Matlab接口文件所在的目录%AME% matlab ames-mi。(3)在AMESim环境下选择VC作为编译器。具体操作在Opions→AMESim PreferencesCompilation/Pa-rameters中。在MATLAB命令窗口中输入命令Mex-setup,选择VC作为编译器。

　　1·3　联合仿真实现

　　AMESim与Smi ulink的联合仿真是通过AMESim界面菜单下的创建输出图标功能与Smi ulink中的S函数实现连接的。具体操作为: Tools→Interface IconCreation,然后进行输入输出个数的设置及Type of in-terface的选择,作者选择Smi uCosmi。具体实现过程如文献[2-3]所述。

　　2　模型建立

　　2·1　变负载同步模型

　　2·1·1　模型介绍

　　变负载同步模型由阻尼装置(用于模拟实际中存在的摩擦阻力)、同步控制模块(阀4用于调节补充油液)、联合仿真模块、同步起竖模块(含有起竖缸,起竖相当于变负载过程,其模型如图1所示)组成,用于模拟双缸起竖过程。其结构如图2所示[1]。