基于AMESim和Simulink的气动位置伺服系统PID控制

万方数据

应体．传动与揎纠２００９年第４期

Ｇ（ｓ）＝ｉ石２１瓦２３０丽．７２磊

２系统仿真分析

２．１基于ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ的控制系统仿真

通过试凑及相关经验，最终确定了ＰＩＤ的各参

数。令Ｋ产５，Ｋ；－－０，Ｋ卜－－０．４。系统的仿真模型如图２所

示。

图２ＰＩＤ校正的单位阶跃信号仿真模型

ＰＩＤ校正后的仿真结果见图３，经过０．８ｓ系统才能达到稳定值，最大超调量为６％，且在前期有较大的波动，系统跟踪性能差。

围３ＰＩＤ校正的系统单位阶跃响应

２．２基于ＡＭＥＳｋｎ的控制系统仿真分析

ＡＭＥＳｉｍ有较为精确的模型，避免了数学建模中的一些误差。为了更好的分析系统的性能，有必要使用ＡＭＥＳｉｍ做一对比分析。利用两个软件各自的优点，可以有助于更好的了解系统的性能。

根据实际系统建立系统的模型如图４所示。用到的库有机械库、信号库和控制系统库、气动库嗍。按照系统的结构设置图４所示模型的各参数。气缸的主要参数设置：活塞直径为２５ｈｉｍ，气缸行程为Ｏ．７ｍ，活塞初始位置为０．３５ｍ，移动块总质量为ｌｋｇ。气源温度为３００Ｋ，气源压力为ｏ．８ＭＰａ。

设置图４仿真模型的相关元件特征参数和仿真参数，直接进行仿真即可得到气缸在初始状态下没有经过ＰＩＤ校正的压力曲线，气缸压力曲线如图５所示。

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幽４糸统的ＡＭＥＳ．ｍ模型

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圈５无ＰＩＤ校正的气缸压力曲线

从图５可见，在未用ＰＩＤ校正直接给气缸一个位置输入时其压力的变化是稳定上升的，但其上升过程是非常缓慢的，约３ｓ才达到稳定值。下面将对上述ＡＭＥＳｉｍ系统采用ＰＩＤ校正。系统的ＰＩＤ校正模型如图６所示。

圈６系统的ＰＩＤ校正模型

令Ｋｐ＝５，Ｋ；－－－０，Ｋａ：０．４。对其进行仿真可得气缸在ＰＩＤ校正后的压力图形。图７是经ＰＩＤ校正后的气缸压力仿真曲线。

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图７ＰＩＤ校正后的气缸压力曲线

从图７可见气缸压力的上升时间非常短，约为

０．１８。但是气缸压力有个很明显的超调然后才达到万方数据

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