ASCO電磁閥開環(huán)-閉環(huán)復合控制算法

ASCO電磁閥開環(huán)-閉環(huán)復合控制算法
　以比例ASCO電磁閥為研究對象，以快速建立具有良好性能的通用控制算法為目標，以充分利用電磁閥的響應特性為途徑，提出了將開環(huán)控制和閉環(huán)控制相結合的開環(huán)-閉環(huán)復合控制算法，論述了控制算法的模型結構和設計過程。不同于將誤差作為**輸入的常規(guī)控制算法，復合控制算法同時將目標值和誤差作為控制器的輸入。以電磁閥響應特性實驗為基礎，根據電磁閥的穩(wěn)態(tài)特性建立開環(huán)控制表，消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)非線性;根據電磁閥的瞬態(tài)特性設計閉環(huán)控制器和滯后特性預估修正模塊，降低模型誤差和滯后特性的影響，提高動態(tài)響應性能。實驗結果驗證了復合控制算法的控制精度、響應速度和魯棒性。
ASCO電磁閥對壓力或流量進行控制。由于比例閥在主要工作區(qū)間內具有良好的線性，當控制性能要求不高時，采用簡單的PID 控制算法即能基本滿足要求。隨著精準農業(yè)對控制精度、動態(tài)性能、全工況調節(jié)性能和穩(wěn)定性的要求逐漸提高，則需要設計性能更加優(yōu)越的控制器。
提高控制性能的措施主要包括優(yōu)化電磁閥結構和改進控制算法兩個方面。在控制算法方面，為了在提高控制算法性能的同時，促進控制算法的模塊化和通用化，本文提出一種針對比例電磁閥控制算法的設計流程，按照該流程即可獲得具有良好控制性能的控制算法，以某反比例溢流閥為例，論述控制算法的設計過程和控制效果。
1、ASCO電磁閥特性實驗與建模
　　1.1、ASCO電磁閥特性實驗
　　以某反比例溢流閥作為控制對象，油泵由發(fā)動機驅動，通過調節(jié)占空比控制液壓缸的壓力。電磁閥特性實驗包括穩(wěn)態(tài)特性實驗和瞬態(tài)特性實驗。穩(wěn)態(tài)壓力主要影響因素為占空比和油泵轉速，部分實驗結果如圖1a 所示。穩(wěn)態(tài)壓力在主要壓力范圍內線性度良好，具有明顯的飽和特性和回滯特性。占空比一定時，油泵轉速越高，壓力越大，當轉速超過3000r/min時，其對壓力的影響已不明顯。將相互對應的兩條回滯曲線進行平均，并做平滑處理，得到平均穩(wěn)態(tài)壓力特性。