王鵬

摘 要：飛鋸定尺是一種在管材、線材高速運行狀態(tài)下自動在線跟蹤、鋸切的技術(shù)。針對提高焊管和線材生產(chǎn)線中定尺飛鋸機(jī)控制精度的要求，文章在分析了控制系統(tǒng)組成的基礎(chǔ)上，提出一種基于飛鋸位置伺服系統(tǒng)的模糊PID控制策略， 設(shè)計出模糊PID控制器。實踐證明該系統(tǒng)不僅繼承了PID控制使用方便、魯棒性強(qiáng)，原理簡單的特點，同時擁有良好的靜、動態(tài)性能和抗干擾性，很好地解決了控制精度低的問題。

關(guān)鍵詞：飛鋸機(jī)；定尺；模糊PID控制；精度

中圖分類號：TP391.9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）5-0031-02

定尺飛鋸機(jī)是管材和線材在線定長切割的重要設(shè)備，它在管材和線材高速運行過程當(dāng)中進(jìn)行在線追蹤、鋸切，回位，大大提高了加工效率。在加工過程當(dāng)中，定尺飛鋸機(jī)的加工精度是一個需要解決好的關(guān)鍵問題。以往主要采用提高測量裝置精度、改善氣源壓力穩(wěn)定、誤差修正等方式對系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，但要實現(xiàn)較高的控制精度，難度較大。我們采用PID控制技術(shù)和模糊控制技術(shù)相結(jié)合的方式，設(shè)計出一套飛鋸定尺控制系a

1 飛鋸控制系統(tǒng)組成

圖1為飛鋸控制系統(tǒng)組成，本系統(tǒng)采用PLC結(jié)合伺服控制器的控制方式，雙閉環(huán)控制系統(tǒng)。其中位置環(huán)保證裁剪精度和跟蹤性能，通過編碼器B將位置轉(zhuǎn)化為脈沖信號反饋進(jìn)PLC做運算處理。伺服電機(jī)通過同軸安裝的編碼器C將速度反饋給伺服控制器，形成速度環(huán)做閉環(huán)控制。

2 控制方案的確定

常規(guī)的PID控制具有較好的魯棒性和通用性，但由于固定的系統(tǒng)參數(shù)，在不同的控制階段很難有最佳響應(yīng)。飛鋸定尺系統(tǒng)中由于鋸車要在線追蹤、切割、回退，控制階段時刻在變化，因而用PID控制方式，效果并不十分理想；而模糊控制屬于PI調(diào)節(jié)，不具有積分功能，而且為了獲得較高控制精度就必須增加分檔級數(shù)，使得控制規(guī)則表龐大而使得系統(tǒng)不穩(wěn)定。本系統(tǒng)為了取長補(bǔ)短，采用模糊PID的控制方法能夠在保證精度的前提下減少調(diào)節(jié)時間并使系統(tǒng)更加穩(wěn)定，因此本文采用此種控制方法來對飛鋸定尺系統(tǒng)進(jìn)行控制。

3 模糊PID控制系統(tǒng)的設(shè)計

3.1 確定模糊控制器的輸入輸出語句變量

根據(jù)使用慣例，本系統(tǒng)選擇誤差量e和誤差變化率ec為輸入語句變量，比例系數(shù)KP、積分系數(shù)KI和微分系數(shù)KD為輸出語句變量。

3.2 確定模糊子集

4 結(jié) 語

本飛鋸系統(tǒng)在投入生產(chǎn)后，使用結(jié)果表明，模糊PID控制不僅繼承了PID控制使用方便、魯棒性強(qiáng)，原理簡單的特點，同時擁有了良好的靜、動態(tài)性能和抗干擾性，很好地解決了控制精度低的問題。

參考文獻(xiàn)：

[1] 華文龍.旋轉(zhuǎn)飛鋸自動剪切控制系統(tǒng)[J].控制工程（增刊），2009，（16）.

[2] 陳明微.PLC控制氣動定尺飛鋸[J].焊管，1999，（2）.

[3] 李玉貴，陰敬盛，楊曉明.PLC控制定尺飛鋸[J].山西機(jī)械，2001，（1）.

[4] 楊盛，徐健.PLC在焊管飛鋸定尺控制中的應(yīng)用[J].電氣傳動自動化，2003，（2）.

[5] 李先銀，胡乾斌，李光斌.最優(yōu)PID控制算法在飛鋸位置伺服系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電氣傳動，2001，（1）.

[6] 寧辰校，李蘭，張戌社.基于PLC 的定長切割飛鋸智能控制系統(tǒng)研究[J].河北科技大學(xué)學(xué)報，2009，（3）.

[7] 楊紅波.銅材自動定尺飛鋸機(jī)控制系統(tǒng)的研究[D].大連：大連交通大學(xué)，2010.