Fuzzy-PI控制器在100 m鋼軌同步吊運(yùn)系統(tǒng)上的應(yīng)用

田 海 王曉紅 耿軍令

(1.內(nèi)蒙古科技大學(xué)信息工程學(xué)院，內(nèi)蒙古014010；2.包頭鋼鐵(集團(tuán))公司，內(nèi)蒙古014010)

Fuzzy-PI控制器在100m鋼軌同步吊運(yùn)系統(tǒng)上的應(yīng)用

田 海1王曉紅1耿軍令2

(1.內(nèi)蒙古科技大學(xué)信息工程學(xué)院，內(nèi)蒙古014010；2.包頭鋼鐵(集團(tuán))公司，內(nèi)蒙古014010)

針對(duì)“并車(chē)”吊運(yùn)100 m鋼軌時(shí)，要求兩車(chē)的各運(yùn)行機(jī)構(gòu)嚴(yán)格同步，提出了一種基于PLC的復(fù)合模糊PID控制算法。其中模糊控制器和PI調(diào)節(jié)器都是通過(guò)PLC編程來(lái)實(shí)現(xiàn)，這樣既保留了PLC控制系統(tǒng)靈活、可靠、抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)，同時(shí)增強(qiáng)了控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度和智能化程度。實(shí)踐結(jié)果表明：該系統(tǒng)同步控制精度高、適應(yīng)性好、抗干擾能力強(qiáng)、魯棒性好。

控制網(wǎng)絡(luò)；模糊控制；PID；PLC；同步控制

隨著我國(guó)高速鐵路建設(shè)的快速發(fā)展，對(duì)100 m高速鋼軌的需求越來(lái)越大，而100 m鋼軌的吊運(yùn)也越來(lái)越重要。對(duì)于這些超長(zhǎng)工件的吊裝，現(xiàn)有的單車(chē)無(wú)法進(jìn)行起吊工作，需要兩臺(tái)吊車(chē)并車(chē)同步吊運(yùn)。這就要求開(kāi)發(fā)和研制出安全性好、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快和同步控制精度高的百米鋼軌雙起重機(jī)。軌梁廠內(nèi)軋制的成品100 m鋼軌通過(guò)滾道運(yùn)輸?shù)?00 m鋼軌生產(chǎn)線末端臺(tái)架上，由于軌鋼太長(zhǎng)，需要兩臺(tái)磁盤(pán)吊車(chē)(起重機(jī))聯(lián)合并車(chē)完成吊裝和運(yùn)輸?shù)娜蝿?wù)。在“并車(chē)”運(yùn)行時(shí)，兩臺(tái)吊車(chē)配合操作將成組重軌從臺(tái)架上吊運(yùn)到成品庫(kù)進(jìn)行堆垛存放，或由成品庫(kù)吊運(yùn)到火車(chē)上，在吊運(yùn)成熟的條件下，也可直接從鋼軌生產(chǎn)線臺(tái)架上進(jìn)行裝車(chē)。在堆垛和裝車(chē)的吊運(yùn)過(guò)程中，為了避免100 m鋼軌損傷、變形和掉鋼事故的發(fā)生，要求兩臺(tái)磁盤(pán)吊車(chē)的大車(chē)機(jī)構(gòu)、小車(chē)機(jī)構(gòu)，起升機(jī)構(gòu)必須嚴(yán)格同步運(yùn)行，同時(shí)還要保證“并車(chē)”系統(tǒng)要有較高的作業(yè)效率、操作精度和快速實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。這些都對(duì)兩臺(tái)磁盤(pán)吊車(chē)“并車(chē)”的電氣控制系統(tǒng)、控制方式及軟件設(shè)計(jì)提出了較高的要求。

1 并車(chē)同步控制系統(tǒng)的組成

1.1并車(chē)電氣傳動(dòng)系統(tǒng)

兩臺(tái)橋式起重機(jī)的并車(chē)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.2并車(chē)控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及硬件組態(tài)結(jié)構(gòu)

在起重機(jī)并車(chē)電控系統(tǒng)中，采用PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線連接西門(mén)子S7系列PLC控制系統(tǒng)，用PROFIBUS總線系統(tǒng)將兩CPU以及CPU和各自I/O、變頻器，激光測(cè)距儀，編碼器等從站連接在一起，實(shí)現(xiàn)對(duì)并車(chē)相關(guān)設(shè)備的控制。同時(shí)，考慮到兩橋式起重機(jī)既可單車(chē)運(yùn)行，又可并車(chē)運(yùn)行，且操縱方式完全相同，故兩車(chē)控制系統(tǒng)之間的通信采用無(wú)線通信。兩車(chē)的通信協(xié)議選取FDL(Field bus Data Link)PROFIBUS通訊方式，它是一種非常方便的PLC-PLC之間的數(shù)據(jù)通訊方式，支持SDA(Send Data with Acknowledge)數(shù)據(jù)發(fā)送應(yīng)答功能，從而保證聯(lián)動(dòng)信號(hào)的有效傳遞。PROFIBUS-FDL通訊方式具有速率快、傳送距離長(zhǎng)的特點(diǎn)，在數(shù)據(jù)傳輸速率最大為12M位/s情況，單段總線長(zhǎng)度可達(dá)到100m，完全滿(mǎn)足兩套電控系統(tǒng)間總線長(zhǎng)度的工況要求。由PROFIBUS(FDL規(guī)范)總線連接起來(lái)的兩套控制系統(tǒng)處于平等地位，沒(méi)有主從關(guān)系，即采用的是主站與主站之間的通信方式。其并車(chē)PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)硬件組態(tài)如圖2所示。

1—可編程控制器(PLC)型號(hào)CPU315系列模塊 2—無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)模塊 3—大車(chē)運(yùn)行軌道 4—大車(chē)變頻器 5—小車(chē)變頻器 6—起升1#變頻器 7—起升2#變頻器 8—司機(jī)室遠(yuǎn)程輸入模塊(遠(yuǎn)程I/O)，型號(hào)IM351模塊 9—起升1#編碼器 10—起升2#編碼器 11—小車(chē)激光測(cè)距儀 12—大車(chē)激光測(cè)距儀 13—起升激光測(cè)距儀

圖2 橋式起重機(jī)并車(chē)PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)Figure 2 PROFIBUS network system for bridge cranes parallel operation

兩橋機(jī)的SIMATIC300(1)主站、SIMATIC300(2)主站通過(guò)CP342-5通訊處理器接口連接無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)連接成FDL網(wǎng)。操作橋機(jī)時(shí)需要選擇好每臺(tái)橋機(jī)操作臺(tái)上的“聯(lián)動(dòng)/單動(dòng)”及“主動(dòng)/從動(dòng)”方式選擇開(kāi)關(guān)。在兩臺(tái)橋機(jī)并車(chē)“單動(dòng)”方式下，可單獨(dú)在每臺(tái)橋機(jī)各自的操作臺(tái)上控制本臺(tái)橋機(jī)，此方式僅在并車(chē)運(yùn)行前調(diào)整兩臺(tái)橋機(jī)小車(chē)與起升機(jī)構(gòu)的相對(duì)零位時(shí)使用。而在兩臺(tái)橋機(jī)并車(chē)“聯(lián)動(dòng)”方式下，每臺(tái)橋機(jī)均能充當(dāng)主動(dòng)橋機(jī)，但兩臺(tái)橋機(jī)中只能一臺(tái)作為主動(dòng)橋機(jī)，一臺(tái)作為從動(dòng)橋機(jī)，在此方式下可在主動(dòng)橋機(jī)的操作臺(tái)上同時(shí)成組控制兩臺(tái)橋機(jī)各機(jī)構(gòu)的起停運(yùn)行。兩橋機(jī)并車(chē)聯(lián)動(dòng)運(yùn)行時(shí)，在主動(dòng)橋機(jī)上的控制操作指令數(shù)據(jù)除在本橋機(jī)的PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)設(shè)備內(nèi)傳送外，還要通過(guò)主動(dòng)橋機(jī)的SIMATIC300主站由FDL網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)包發(fā)送給從動(dòng)橋機(jī)的SIMATIC300主站，再由從動(dòng)橋機(jī)的SIMATIC300主站進(jìn)行處理后通過(guò)從動(dòng)橋機(jī)的PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)將控制操作指令數(shù)據(jù)傳送給從動(dòng)橋機(jī)的各個(gè)從站，使從動(dòng)橋機(jī)的各運(yùn)行機(jī)構(gòu)按主動(dòng)橋機(jī)的同一指令起停運(yùn)行。同時(shí)從動(dòng)橋機(jī)的SIMATIC300主站將從動(dòng)橋機(jī)主起升的起升高度、速度與小車(chē)運(yùn)行速度數(shù)據(jù)通過(guò)FDL網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)包發(fā)送給主動(dòng)橋機(jī)的SIMATIC300主站，與主動(dòng)橋機(jī)的主起升的起升高度、速度與小車(chē)運(yùn)行速度比較進(jìn)行Fuzzy-PID調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)主動(dòng)橋機(jī)與從動(dòng)橋機(jī)的大車(chē)、小車(chē)與主起升機(jī)構(gòu)同步運(yùn)行。

1.3并車(chē)通信方式的選取

對(duì)于100m鋼軌這樣超長(zhǎng)工件的吊裝，由于2臺(tái)起重機(jī)橋架距離較大(達(dá)35m)無(wú)法進(jìn)行2臺(tái)起重機(jī)的剛性連接，也很難進(jìn)行通訊電纜的鋪設(shè)，無(wú)法實(shí)施短距離的并車(chē)系統(tǒng)，只能采用遠(yuǎn)程無(wú)線并車(chē)控制系統(tǒng)來(lái)控制2臺(tái)起重機(jī)的并車(chē)運(yùn)行。

無(wú)線通訊方案的選取：(1)無(wú)線profibus從站方案：成本較高，可選擇種類(lèi)少，使用時(shí)需要硬件組態(tài)，它在有線網(wǎng)絡(luò)中與本地網(wǎng)絡(luò)之間的速率可達(dá)12Mbit/s，不影響本地網(wǎng)絡(luò)的通訊，但無(wú)線從站之間的空中速率僅為2400bit/s，故無(wú)法滿(mǎn)足并車(chē)同步數(shù)據(jù)傳輸控制的要求。(2)無(wú)線工業(yè)以太網(wǎng)方案：無(wú)線工業(yè)以太網(wǎng)采用類(lèi)似移動(dòng)通訊的手段，在一定距離內(nèi)建立多個(gè)基站，形成小范圍無(wú)線蜂窩網(wǎng)絡(luò)，具有通訊速率高(可達(dá)10Mbit/s)的優(yōu)點(diǎn)，需要硬件組態(tài)，若大車(chē)運(yùn)行距離較遠(yuǎn)就需多個(gè)基站傳遞數(shù)據(jù)，技術(shù)上可滿(mǎn)足要求。但其成本高、技術(shù)復(fù)雜、不易維護(hù)，故不采用。(3)無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)方案：成本低、建立迅速，可選擇種類(lèi)很多。其通訊速率也滿(mǎn)足設(shè)備同步運(yùn)行時(shí)所需大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?，同時(shí)方便地面監(jiān)控站的建立。在并車(chē)控制系統(tǒng)中，接口采用無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)進(jìn)行起重機(jī)間的高速網(wǎng)絡(luò)連接，該方案可以完全滿(mǎn)足控制要求。

2 并車(chē)同步系統(tǒng)的控制策略

在吊運(yùn)100m鋼軌并車(chē)同步控制系統(tǒng)中，核心為大車(chē)、小車(chē)、起升機(jī)構(gòu)的同步。由于系統(tǒng)的控制機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜，控制的精度要求比較高，這對(duì)系統(tǒng)的安全性和可靠性提出了比較高的要求。對(duì)于單純采用PID閉環(huán)網(wǎng)絡(luò)控制的PLC“并車(chē)”系統(tǒng)，在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，在系統(tǒng)啟制動(dòng)和換檔的加減速過(guò)程中，兩臺(tái)車(chē)的同步性較差，控制的超調(diào)量大，調(diào)節(jié)的時(shí)間長(zhǎng)，控制的效果不理想。為了進(jìn)一步提高“并車(chē)”系統(tǒng)各機(jī)構(gòu)的同步運(yùn)行的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和控制精度，閉環(huán)控制器采用了FUZZY-PI控制器。通常的二維模糊控制器具有良好的動(dòng)態(tài)性能、魯棒性強(qiáng)、對(duì)參數(shù)變化及外界干擾具有良好的適應(yīng)能力等優(yōu)點(diǎn)，但缺點(diǎn)是穩(wěn)態(tài)誤差無(wú)法消除，在工作點(diǎn)附近容易產(chǎn)生極限振蕩。由線性控制理論可知，積分控制的作用能消除穩(wěn)態(tài)誤差，但動(dòng)態(tài)響應(yīng)慢。因此將PI控制策略引入FUZZY控制器，構(gòu)成FUZZY-PI復(fù)合控制方式。其主要控制策略是：兩車(chē)相應(yīng)機(jī)構(gòu)位移偏差(設(shè)定一個(gè)閥值)較大時(shí)采用模糊控制，進(jìn)行大范圍的調(diào)節(jié)，以加快響應(yīng)速度；位移偏差較小，進(jìn)入穩(wěn)態(tài)過(guò)程時(shí)，由PLC根據(jù)程序判斷切換到PI控制器，消除靜差，提高控制的精度。同時(shí)，兩種控制方法的結(jié)構(gòu)都相對(duì)簡(jiǎn)單。因此從工程應(yīng)用的角度分析，F(xiàn)UZZY-PI控制器復(fù)合應(yīng)用的方法具有良好的實(shí)用性。控制切換時(shí)機(jī)由PLC程序根據(jù)事先給定的偏差范圍自動(dòng)實(shí)現(xiàn)。

并車(chē)同步FUZZY-PI控制系統(tǒng)如圖3所示。圖中PI為常規(guī)比例積分調(diào)節(jié)器，F(xiàn)UZZY為模糊控制器，二者由控制算法切換開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換。PI調(diào)節(jié)器和模糊控制器均通過(guò)PLC編程來(lái)實(shí)現(xiàn)，這樣可明顯的提高系統(tǒng)的可靠性，獲得良好的控制效果。

圖3 FUZZY-PI復(fù)合控制系統(tǒng)原理圖Figure 3 Schematic diagram of FUZZY-PI compound control system

該“并車(chē)”同步系統(tǒng)的各機(jī)構(gòu)的位移同步控制均以主動(dòng)車(chē)相應(yīng)機(jī)構(gòu)的位置作為跟隨目標(biāo)，采取主、從控制的閉環(huán)跟隨方式。主、從機(jī)構(gòu)在某個(gè)檔位速度下“并車(chē)”運(yùn)行時(shí)，該檔位對(duì)應(yīng)的固定頻率已經(jīng)以主給定的方式同時(shí)加到主、從機(jī)構(gòu)的兩臺(tái)變頻器上；相應(yīng)的FUZZY-PI控制器構(gòu)造于主動(dòng)車(chē)的PLC系統(tǒng)內(nèi)，通過(guò)PI調(diào)節(jié)器或模糊控制器輸出的轉(zhuǎn)速補(bǔ)償量以附加給定的方式加到從動(dòng)機(jī)構(gòu)的變頻器上，對(duì)其速度進(jìn)行調(diào)整來(lái)達(dá)到主、從機(jī)構(gòu)位移同步的效果，速度調(diào)節(jié)為基本控制方式，位移同步控制通過(guò)速度調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

對(duì)于主起升機(jī)構(gòu)，由于吊具的兩個(gè)吊點(diǎn)相距較遠(yuǎn)，每臺(tái)橋式起重機(jī)有兩套獨(dú)立的起升機(jī)構(gòu)，在對(duì)“并車(chē)”系統(tǒng)的主起升機(jī)構(gòu)進(jìn)行位移同步控制時(shí)，以主動(dòng)車(chē)(可以通過(guò)地面監(jiān)控站任選)上的一個(gè)起升機(jī)構(gòu)位移作為跟隨目標(biāo)，其它三個(gè)起升機(jī)構(gòu)作為從動(dòng)機(jī)構(gòu)要通過(guò)各自的FUZZY-PI控制器的輸出值施加轉(zhuǎn)速補(bǔ)償量進(jìn)行位置同步跟隨。大車(chē)機(jī)構(gòu)和小車(chē)機(jī)構(gòu)的同步控制與主起升機(jī)構(gòu)的控制原理相同，但大車(chē)機(jī)構(gòu)的同步位移效果是保持大車(chē)的間距為30m。

3 并車(chē)FUZZY-PI控制器的PLC構(gòu)造方法

3.1并車(chē)同步PLC模糊控制器的設(shè)計(jì)

圖4為PLC模糊控制器的結(jié)構(gòu)圖。圖中e為偏差，是指主車(chē)與從車(chē)給定值與實(shí)際值的差值，主車(chē)起升與從車(chē)起升的給定誤差值與實(shí)際誤差值的差值，主車(chē)小車(chē)與從車(chē)小車(chē)給定誤差值與實(shí)際誤差值的差值。ec為偏差的變化率；r為輸入量；y為輸出量；Ke、Kec分別為偏差和偏差的變化率的量化因子；Ku為輸出量化；E、ΔE為量化后的輸入值；U為模糊控制的輸出量；u為控制量。

根據(jù)控制的目標(biāo)及經(jīng)驗(yàn)，設(shè)定E、ΔE、U的模糊論域及模糊詞集，并可得出如下控制規(guī)則：IFEisxANDΔEisyTHENUisz。式中，x、y、z分別為、輸入、輸出量模糊詞集中的元素。將輸入、輸出模糊控制論域都量化設(shè)定為7檔：{-3，-2，-1，0，+1，+2，+3}，且令它們的模糊詞集同為{NB,NM,NS,0，PS,PM,PB}，隸屬度函數(shù)取三角形隸屬函數(shù)，通過(guò)隸屬函數(shù)可方便地求得輸入語(yǔ)言的賦值表。利用輸入語(yǔ)言的變量的賦值及模糊控制規(guī)則，通過(guò)合成推理，可得一個(gè)模糊控制查詢(xún)表，見(jiàn)表1。

圖4 PLC模糊控制器的結(jié)構(gòu)圖Figure 4 Structure chart of PLC ambiguous controller

表1 模糊控制查詢(xún)表

3.2 并車(chē)同步FUZZY-PI控制算法的PLC實(shí)現(xiàn)

在FUZZY-PI控制器的設(shè)計(jì)上，是不需要增加另外的硬件和軟件開(kāi)銷(xiāo)。PI調(diào)節(jié)器和模糊控制器均是通過(guò)安裝在主控車(chē)上的PLC系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，這樣可以明顯的提高系統(tǒng)的可靠性，同時(shí)節(jié)約開(kāi)發(fā)成本。在控制系統(tǒng)中，我們選用了西門(mén)子公司的S7-300型PLC，CPU315-2DP內(nèi)集成有多個(gè)PID模塊(軟件構(gòu)成的PID控制器)，可以通過(guò)PID編程向?qū)Щ蛑苯佣x和填寫(xiě)PID控制回路參數(shù)表，就可以方便的為每個(gè)需要進(jìn)行同步控制的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)一個(gè)PI調(diào)節(jié)器。

為了減少PLC用于模糊控制器算法的程序量，增加系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，首先借助于MATLAB提供的模糊邏輯工具箱直接獲取模糊控制查詢(xún)表(模糊控制的輸出結(jié)果)。事先將該表存儲(chǔ)于PLC的DB數(shù)據(jù)塊內(nèi)，系統(tǒng)大偏差范圍內(nèi)進(jìn)行同步控制時(shí)，PLC根據(jù)FUZZY控制器的輸入值再利用事先編好的查表子程序，直接獲得模糊控制器的輸出值。

3.3 FUZZY-PI控制器的軟件設(shè)計(jì)

并車(chē)同步模糊控制程序設(shè)計(jì)流程如圖5所示。

圖5 模糊控制設(shè)計(jì)流程圖Figure 5 Flow chart of ambiguous control design

3.4 并車(chē)模糊查詢(xún)表程序設(shè)計(jì)

SIEMENS S7-300PLC的編程系統(tǒng)STEP7提供了豐富的功能模塊，為模糊控制算法的實(shí)現(xiàn)提供了方便。為了簡(jiǎn)化程序編寫(xiě)量，提高程序的通用性并且方便調(diào)試，PLC程序設(shè)汁采用了模塊化編程方法。主模塊OB1實(shí)現(xiàn)對(duì)子程序塊的調(diào)用和數(shù)據(jù)的傳遞，0B35為中斷服務(wù)程序模塊。FBl模塊為模糊控制器，完成整個(gè)模糊控制功能。它由FCl～FC4 4個(gè)子程序塊組成。其中FCl完成大車(chē)位移偏差、小車(chē)位移偏差、起升位移偏差e和偏差的變化率ec的計(jì)算；FC2進(jìn)行模糊化處理，即完成精確量e，ec到模糊量E，EC的轉(zhuǎn)換；FC3完成控制量表的查詢(xún)功能；FC4完成模糊控制量U到精確量u的轉(zhuǎn)化，并輸出u。FBl依次調(diào)用4個(gè)子模塊完成模糊控制各部分的功能，并實(shí)現(xiàn)他們之間的數(shù)據(jù)傳遞。FBl模糊控制器編制完成后，保存在STEP7標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中，其具有很強(qiáng)的靈活性和通用性，如同STFP7中PID控制器(FB41)一樣，方便調(diào)用。針對(duì)不同的被控變量，只要對(duì)FBl輸入輸出端進(jìn)行正確的組態(tài)即可對(duì)變量進(jìn)行模糊控制。數(shù)據(jù)塊DB2作為FBl的背景數(shù)據(jù)塊，存儲(chǔ)量化因子Ke、Kec、Ku及其他參數(shù)。

整個(gè)程序設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是模糊控制量表的查詢(xún)部分，即FC3子程序塊。在編程之前，將MATLAB模糊邏輯工具箱直接獲取模糊控制查詢(xún)表中U的值按由上到下，由左到右的順序依次置入數(shù)據(jù)塊DBl中。數(shù)據(jù)類(lèi)型為WORD型，首地址為DBW0，依次為DBW2、DBW4、…、DBW96(U的個(gè)數(shù)是7×7)。采用指針尋址的查表方法。為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，將輸入模糊論域的元素[-3，-2，-1，0，+1，+2，+3]轉(zhuǎn)化為[0，…，7]?？刂屏康幕窞?，偏移地址為2×(7×EC+E)，由EC和E可以確定控制量的絕對(duì)地址為0+2×(7×EC+E)。通過(guò)指針變量獲得地址中存儲(chǔ)的U的模糊值。然后再通過(guò)解模糊運(yùn)算得出精確控制量u，通過(guò)模擬通道輸出，從而控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出。

以下給出主要程序部分示例：

FC3子程序：實(shí)現(xiàn)模糊控制量表查詢(xún)功能

L MW56 //利用指針尋址//

L L#7

*D

L MW 58

+D //存放控制量的絕對(duì)地址//

SLD 1

T LD 0

L DBW [LD 0]

T MW 110 //將控制量U的值存入MW 110//

最后由FC4功能塊實(shí)現(xiàn)控制量U從模糊量到精確量的轉(zhuǎn)換，即U乘以量化因子Ku再經(jīng)過(guò)限幅，將最終計(jì)算結(jié)果送到相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)吊車(chē)各機(jī)構(gòu)同步吊運(yùn)100 m重軌。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文以橋式起重機(jī)的大車(chē)、小車(chē)、起升機(jī)構(gòu)的同步問(wèn)題為研究對(duì)象，并搭建了主從式同步控制系統(tǒng)，采用基于模糊PID的同步控制算法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)兩吊車(chē)同步運(yùn)行系統(tǒng)進(jìn)行研究。該系統(tǒng)既具有模糊控制靈活而適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，又具有PID控制精度高的特點(diǎn)。

由實(shí)驗(yàn)仿真表明，與常規(guī)PID同步控制算法相比，采用模糊PID同步控制算法的系統(tǒng)同步性能更好，速度響應(yīng)能力和魯棒性能也都得到了顯著的提高，能夠較好地滿(mǎn)足被控對(duì)象高精度的要求。完全滿(mǎn)足設(shè)計(jì)和實(shí)際使用要求。

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[2] 朱學(xué)軍.起重機(jī)電氣并車(chē)控制系統(tǒng).機(jī)電一體化，2002，3.

[3] 易春暉，李天石，李建華.PLC的數(shù)據(jù)通訊技術(shù)在兩臺(tái)橋式起重機(jī)同步并車(chē)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用.自動(dòng)化信息2005，11.

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[5] 陽(yáng)憲惠.工業(yè)數(shù)據(jù)通信與控制網(wǎng)絡(luò).清華大學(xué)出版社，2003.

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Application of Fuzzy-PI Controller into 100 m Steel Rail Synchronous Hoisting System

TianHai,WangHong,GengJunling

When 100 m steel rail is hoisted by parallel operation, various operational mechanisms of two cars should be synchronous strictly and compound ambiguous PID control algorithm based on PLC has been provided. Ambiguous controller and PI adjuster are conducted by PLC programming, which can reserve the flexible, reliable and strong anti-interference features and enhance the dynamic response speed and intelligence degree of control system. The practice result shows the system synchronous control has the features of high precision, good adaptability, strong anti-interference and good robustness.

control network; ambiguous control; PID; PLC; synchronous control

TM571

A

2010—08—16

編輯 傅冬梅

中國(guó)機(jī)械工業(yè)進(jìn)入月產(chǎn)萬(wàn)億元的新時(shí)期有六隱憂(yōu)

中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)25日披露，2010年中國(guó)機(jī)械工業(yè)累計(jì)完成工業(yè)總產(chǎn)值14.38萬(wàn)億元，工業(yè)銷(xiāo)售產(chǎn)值14.06萬(wàn)億元，同比均分別增長(zhǎng)約三成四。中國(guó)機(jī)械工業(yè)已進(jìn)入了月產(chǎn)萬(wàn)億元的新時(shí)期。

中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)新聞發(fā)言人介紹說(shuō)，自2010年3月起，中國(guó)機(jī)械工業(yè)月度產(chǎn)量已連續(xù)10個(gè)月超過(guò)1.1萬(wàn)億元，其中12月達(dá)到1.48萬(wàn)億元，創(chuàng)歷史新高。中國(guó)機(jī)械工業(yè)已經(jīng)進(jìn)入了月產(chǎn)萬(wàn)億元的新時(shí)期。

2010年中國(guó)機(jī)械工業(yè)增加值比上年增長(zhǎng)二成一，高于全國(guó)工業(yè)平均增速5.4個(gè)百分點(diǎn)?！笆晃濉逼陂g年均增長(zhǎng)二成八，占全國(guó)工業(yè)的比重由2005年的一成六提高到2010年的一成九。中國(guó)機(jī)械工業(yè)增加值的增速和比重在全國(guó)各主要工業(yè)行業(yè)中均位居榜首。

目前，中國(guó)機(jī)械工業(yè)的產(chǎn)業(yè)規(guī)模已超過(guò)美、日、德，居世界各國(guó)之首。一批重要產(chǎn)品，如發(fā)電設(shè)備、輸變電設(shè)備、汽車(chē)、摩托車(chē)、大中型拖拉機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等的產(chǎn)量已穩(wěn)居世界首位。

但該新聞發(fā)言人強(qiáng)調(diào)，中國(guó)機(jī)械工業(yè)在取得全面向好成績(jī)的同時(shí)仍存憂(yōu)慮。隱憂(yōu)之一是行業(yè)的自主創(chuàng)新能力薄弱，不足以支撐高端裝備的發(fā)展；隱憂(yōu)之二是基礎(chǔ)技術(shù)、基礎(chǔ)工藝和基礎(chǔ)零部件發(fā)展滯后，不能適應(yīng)主機(jī)產(chǎn)品升級(jí)的需要；三是人民幣匯率上升過(guò)快和鼓勵(lì)進(jìn)口政策的沖擊，削弱了中國(guó)機(jī)械工業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，國(guó)產(chǎn)高端裝備市場(chǎng)面臨被外商過(guò)度擠占的危險(xiǎn)；隱憂(yōu)之四是嚴(yán)重的重復(fù)建設(shè)激化產(chǎn)能供過(guò)于求的矛盾，惡性競(jìng)爭(zhēng)有愈演愈烈之勢(shì)；隱憂(yōu)之五是某些發(fā)達(dá)國(guó)家同行對(duì)中國(guó)快速發(fā)展疑忌之心日重，中國(guó)引進(jìn)技術(shù)已越來(lái)越困難；隱憂(yōu)之六是資源、環(huán)境和人工成本迅速上升，提高經(jīng)營(yíng)效益的難度越來(lái)越大。

(摘自中國(guó)二重紀(jì)檢監(jiān)察網(wǎng)2011-02-28)