摹拟自感应新型估算扼制的锥形式粉碎机扼制体系的探讨

　　1控制系统的结构和工作原理

　　此控制系统是在常规的Smith预估控制上加上模糊控制规则环节进行改进而得到的。模糊自适应PID控制器以误差e和ec误差变化作为输入，可以满足不同时刻的e和ec对PID参数自整定的要求。利用模糊控制规则在线对PID参数进行修改，便构成了自适应模糊PID控制器，以满足不同e和ec时对控制参数的不同要求，从而使被控对象具有良好的动、静态性能。

　　2模糊自适应整定PID控制器的设计

　　2.1模糊自适应整定PID控制原理

　　PID控制器的增量输出为

　　u（k）＝k p i e（k）＋k d［e（k）－e（k－1）］（1）

　　式中k pDD比例系数，它影响系统的响应速度和精度k iDD积分系数，它影响系统的稳态精度k dDD微分系数，它影响系统的动态特性

　　k p、k i、k d由下式决定k p＝k p0＋｛e i，ec i｝p k i＝k i0＋｛e i，ec i｝i k d＝k d0＋｛e i，ec i｝d（2）

　　利用Ziegle－Nichols方法求解，实现参数的预整定。

　　则得到针对k p、k i、k d三个参数分别整定的模糊控制表。

　　（1）k p的模糊规则表见表1.

　　（2）k i的模糊规则表见表2.

　　（3）k d的模糊规则表见表3.

　　k p、k i、k d的模糊控制规则表建立好后，可根据如下方法进行k p、k i、k d的自适应校正。将误差e和误差变化率ec变化范围定义为模糊集上的论域。

　　e，ec＝｛－5，－4，－3，－2，－1，0，1，2，3，4，5｝模糊子集e，ec＝｛NB，NM，NS，O，PS，PM，PB｝，子集中元素分别代表负大，负中，负小，零，正小，正中，正大。设e、ec和k p、k i、k d均服从正态分布，因此可得出各模糊子集的隶属度，根据各模糊子集的隶属度赋值表和各参数模糊控制模型，应用模糊合成推理设计可得PID参数的模糊矩阵表，经过采用*大隶属度法反模糊化，得到PID三个参数k p、k i、k d的修正值，代入式（2）计算。

　　3系统仿真

　　本系统选定的圆锥破碎机额定功率为110kVA，电振机的输入为1￣5V直流，电振机的输出为0￣100t／h.矿石由送料机到进入破碎机约需40￣50s的时间，即纯的大延迟时间为50s；破碎机的数学模型可等效为时间常数为T 2的惯性环节与放大系数为K 2的比例环节，时间常数T 2约为20s；进料机的数学模型可等效为时间常数为T 1的惯性环节与放大系数为K 1的比例环节，时间常数T 1约为12s.所以圆锥破碎机的仿真模型为

　　50s 1 2 12s120s1 K Ke放大系数K 1和K 2的确定过程如下：由于电振机的输入为1￣5V直流，输出为0￣100t／h，故破碎机的额定功率为110kVA，进入破碎机的给料量按90％折算为Q＝0.9×100t／h＝25kg／s故K 2＝100kVA 4.4kVAskg 25kgs／采用MATLAB软件的Fuzzy工具箱和simulink模块进行系统仿真，仿真图如所示。

　　用Ziegle－Nichols方法求解k p0、k i0、k d0代入仿真图中k p、k i、k d。

　　对该系统施加阶跃输入，被控对象时间滞后τ＝50 s，时间滞后变化分别取？τ＝10s和？τ＝0 s，时间常数T 2分别取20s和28s，阶跃响应如所示。

　　由图知，系统响应具有良好的稳定性和鲁棒性。中纵坐标为P／P 0（破碎机的输出功率和额定功率的比值）。

　　4结语

　　针对圆锥破碎机系统具有变时滞变时间常数特性，提出了基于模糊自适应PID预估控制并进行了仿真，其仿真结果表明，该控制方案能克服不确定变时滞的影响，对纯滞后有较好的补偿作用，性能指标优于传统设计方法。此种算法有广阔的应用前景，可推广到具有类似特性的建材、化工等工业过程控制领域。