CMAC-PID控制器在提升装置速度控制中的应用研究

整 学 标 为 居 （ ￡ ） ＝ 去 （ ｒ （ ） 一 ｙ （ ￡ ） ） ， 由 梯 度 下 降 法 ， 权
值 按下 式调 整 ：
二
，
图 ２ ｃ Ｍ Ａ ｃ 小 脑 神 经 网 络 原 理 结 构 图
Ｏ ｙ： １ ｃ ＿１ … ＋
一
＝
其中 ： 。 （ ） 为惯 性 系数 ， 叼 （ ） 为学 习率．
在 线 自整 定 的难 题 ， 使 得 系 统在 比较 高 的反 应 速 度 以 及 非线性 情 况下具 有较 较好 的稳定 性 和鲁 棒性 ．
１ Ｃ ＭＡ Ｃ小 脑 神 经 网络
小 脑模 型神经 网络是仿 照小 脑 控 制 肢体 运 动 的原 理 而建 立 的 一 种 表 格 查 询 型 自适 应 前 馈 神 经 网络 模
了一种 基 于小脑模 型神 经 网络 （ Ｃ ＭＡ Ｃ） 和 Ｐ Ｉ Ｄ并 行控 制策略 ， 前馈 控 制 器以 Ｃ ＭＡ Ｃ来 实现 ， 并以
此 完 成 系统 的 逆 动 态模 型 ， 系统 的 稳 定 性 则 由 Ｐ Ｉ Ｄ控 制 器 加 以 保 证 ， Ｃ ＭＡＣ和 Ｐ Ｉ Ｄ 并 行 控 制 器 输
出完成 系统 的动 作控制 ． 实验结 果表 明 ， Ｃ ＭＡ Ｃ —Ｐ Ｉ Ｄ控 制 器具有很 高的跟踪 能 力和抗 干扰 性 ， 而
且 响应 速度 快的 多， 并且 能 实现 Ｐ Ｉ Ｄ参数 的在 线 自适 应调 整 ．
关 键词 ： 提 升 装置 ； Ｃ ＭＡ Ｃ—Ｐ Ｉ Ｄ并行 控制 ； 电液 数 字速度控 制
为离线 整定 ， 无法在 线调 整 ， 如果 外 在条 件发 生改 变 ， 则 Ｐ Ｉ Ｄ参 数无法 及 时调 整． 将 小 脑模 型 控 制器 （ Ｃ ＭＡ Ｃ） 和
Ｐ Ｉ Ｄ相结 合 ， 即能利用 Ｃ ＭＡ Ｃ在 线 学 习 、 泛化能力强 、 控 制系统 设计 、 非线 性 映射 等特 点 ， 又 能解 决 Ｐ Ｉ Ｄ参 数
第３ ３卷 第 ５期
赵秋 宇 ， 等： Ｃ ＭＡ Ｃ －Ｐ Ｉ Ｄ控 制 器在 提 升装 置速 度控 制 中的应 用研 究
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经元 所对 应 的权值 对 其有 影响 ， 相 应 的输 入将产 生 相 似 的输 出． Ｃ ＭＡ Ｃ网络 的 学 习 只在 线性 映 射 部 分 ， 因 此可 以采 用 简单 的 艿算 法．
Ｃ Ｍ Ａ Ｃ —Ｐ Ｉ Ｄ控 制器在 提 升 装 置速 度 控 制 中的应 用 研 究
赵 秋 宇 ，胡 万 强
（ 许 昌学 院 电气信 息工程 学院 ， 河南 许 昌 ４ ６ １ ０ ０ ０ ）
摘 要 ： 针 对铅 电解残 阳极板 洗 涤机 中提 升 装置 工作特 点及 其速 度控 制 系统 工作原 理 。 提出
第３ ３卷 第 ５期
２ ０ １ ４年 ９月
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
许 昌 学 院 学 报
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ Ｏ１ ７ ＸＵＣＨＡＮＧ ＵＮＩ ＶＥＲＳ Ｉ ＴＹ
Ｖ０ １ ．３ ３． Ｎｏ ．５
Ｓ ｅ ｐ． ２ ０１ ４
文章编号 ： １ ６ ７ １—９ ８ ２ ４ ｌ ２ ０ １ ４） ０ ５— ０ ０ ５ ０— ０ ３
方 式进行 堆垛 ． 为 了将铅 液 阳极板 冲刷 干 净 ， 洗 涤 生 产 线一 般 采 用 双 面 冲刷 、 自动装 卸 料 的工 作 方式 ， 这 样， 自动 化程 度更 高 ． 提升装 置作 为洗 涤生 产线 的重 要组 成 部分 ， 需 频 繁起 动 、 上 下运 动 以及 制 动 ， 若 极
时， 速度 传感 器检测 出提升装 置 的运动 速度 ， 该 速度信 号 经过 Ａ ／ Ｄ转换 然后 反馈 给控 制器 ， 控制 器将 反 馈 信 号与预 先设 定信 号进 行 比较 ， 如存 在 较大误 差 ， 则 向数 字 阀 的控 制 器 发 出误 差 指令 ， 然 后 驱 动数 字 阀的
步 进 电机 对其 开 口进行 控制 ， 从 而实现 对数 字 阀流量 的精 确控制 ， 最 后完成 对 提升装 置 的速度 进行 有有 效
的 控 制 ．
控制 系 统通 过 仿 真 并 进行 Ｐ Ｉ Ｄ校正后， 可 以达 到
较 为理想 的控 制效 果 ， 但是 Ｐ Ｉ Ｄ控 制器 的参 数 ｋ 。 ， ｋ ｉ ， ｋ
２ 基于 Ｃ ＭＡ Ｃ 网络 的 Ｐ Ｉ Ｄ控 制器
Ｃ ＭＡ Ｃ － － － Ｐ Ｉ Ｄ并 行 控制 器结 构 如 图 ３所 示 ， Ｃ ＭＡ Ｃ采用 比较 简单 的 自学 习算 法 ， 第 一 次 非 线性 映射
板 提升装 置 升降速 度较 快或 变速 ， 则会 引起 阳极 板 吊耳部 分 断裂 或 抖动 ， 严 重 影 响生 产 效 率 ， 如何 实 现 对
提 升装 置速度 以及 运动 平稳 性 的控制 则是必 须 考虑 的一个 实 际问题 ． 为 了对提 升装 置 的速度 进行有 效控 制 ， 一 般 采用 电液数 字控 制 系统 ， 如 图 １所示 ， 其原 理 为 ： 系 统工 作
中图分类 号 ： Ｔ Ｐ ２ ７ ３ 文献 标识 码 ： Ａ
在 工业 上 ， 阳极 铅 液是 由铅矿 石经 过一 定 的制炼 后加 工 而成 ， 铅 液 经浇 注 机 浇注 后 ， 形 成 一定 形 状 的 阳极板 ． 在 电解过 程 中 ， 当阳极板 上 时铅溶解 到 一定 比例 后 ， 将其 从 电解 槽 中取 出 ， 然后洗涤 ， 再按 照 加 料
型， Ｃ ＭＡ Ｃ 网络 由输 入 层 、 中间 层 和 输 出 层 组 成 ， 其 结 构 图如 图 ２所示 ， 对 于 网络 的 每个 输 出 ， 只有 很 少 的 神
图 １ 提 升 装 置 电 液 数 字 控 制 系统 原 理
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３一ｌ １ —１ ９
作者简介 ： 赵 秋 宇（ １ ９ ６ ４ 一） ， 女， 河南许昌人 ， 教授 ， 研 究方向： 控 制 理 论 与 控 制 工 程