自动抢接止回阀装置液压伺服系统模糊控制研究

简介

针对发生井喷事故时人工抢接止回阀存在的抢接时间长、可靠性差、易造成人员伤亡等问题,设计一种可用于抢接止回阀的自动化装置。为了使自动抢接止回阀装置在发生井喷时能够快速、平稳、精准地进行止回阀的对接,以装置的立柱回转关节和折叠臂关节为对象,采用控制理论和数值分析结合的方法,建立2种关节液压伺服系统的数学模型,研究了模糊PID控制算法,并结合专家经验设计一种模糊控制器。基于MATLAB/Simulink搭建了2种关节的液压伺服系统仿真模型,并在相同参数条件下对模糊PID控制和常规PID控制进行了仿真研究。仿真结果表明相较于传统PID控制,所提模糊PID控制方法优势在于当无干扰时,立柱回转关节和折叠臂关节的调节时间分别缩短3.8 s和2.25 s,最大超调量分别降低15%和13.7%;当有干扰时,立柱回转关节和折叠臂关节的震荡超调量分别下降6.2%和3.4%,调节时间分别缩短1.95 s和1 s,模糊PID控制方法使得控制系统的动态响应性能更加优异、抗干扰性能更强。