基于ＧＡ整定ＰＩＤ的液壓電梯速度控制研究

2012年04月24日14:30:16 本網(wǎng)站我要評論(2)字號：T | T | T

楊恢先，蔡炎平，楊心力
湘潭大學(xué)材料與光電物理學(xué)院，湖南湘潭

湘潭大學(xué)信息工程學(xué)院，湖南湘潭

摘　　　要：針對液壓電梯在工作過程中出現(xiàn)的啟動時(shí)間長、運(yùn)行速度不平穩(wěn)、停止階段轎廂抖動等不足，借助多物理領(lǐng)域仿真軟件Ｓｉｍｓｃａｐｅ對液壓電梯系統(tǒng)進(jìn)行了綜合建模，并提出了遺傳算法（ＧＡ）整定ＰＩＤ對液壓電梯運(yùn)行速度進(jìn)行控制的新方法。介紹了液壓電梯的速度控制原理以及遺傳算法的控制策略，針對液壓電梯的工作特點(diǎn)對遺傳要素進(jìn)行了合理規(guī)劃，并對不同工況下的液壓電梯進(jìn)行了仿真研究。仿真結(jié)果表明：在載重量為０ｋｇ，５００ｋｇ，１０００ｋｇ的工況下，遺傳算法整定的ＰＩＤ控制器在動態(tài)特性、跟蹤特性等方面都具有明顯的優(yōu)勢。較后通過實(shí)驗(yàn)證明了基于遺傳算法ＰＩＤ整定在提高液壓電梯運(yùn)行性能方面的有效性。

關(guān)　鍵　詞：液壓電梯；遺傳算法；ＰＩＤ

１　引　言
液壓電梯為典型的速度控制系統(tǒng)，較終目的是獲得良好的速度運(yùn)行性能，以滿足載重運(yùn)行的需求。液壓電梯不僅要有較好的乘坐舒適感，且對運(yùn)行時(shí)的速度精度、啟動的快慢及可靠性都有較高的要求。但由于液壓電梯是一種變負(fù)載、變?nèi)萸弧⒆冋扯鹊碾�、液速度控制系統(tǒng)，且具有大慣量、低頻響、低阻尼的特點(diǎn)，建立它的精確數(shù)學(xué)模型十分困難，這些均使得常規(guī)的實(shí)時(shí)控制方法難以滿足要求［１２］。目前，國內(nèi)外對液壓電梯的實(shí)際控制一般都采用閉環(huán)ＰＩＤ控制算法。ＰＩＤ參數(shù)的優(yōu)化方法有很多，如間接尋優(yōu)法，梯度法，爬山法等，在熱工系統(tǒng)中單純形法、專家整定法則應(yīng)用較廣。雖然這些方法都具有良好的尋優(yōu)特性，但存在著一些弊端，單純形法對初值比較敏感，容易陷入局部較優(yōu)化解，造成尋優(yōu)失敗。專家整定法則需要太多的經(jīng)驗(yàn)，不同的目標(biāo)函數(shù)對應(yīng)不同的經(jīng)驗(yàn)，而整理知識庫則是一項(xiàng)長時(shí)間的工程。因此選取了遺傳算法來進(jìn)行參數(shù)尋優(yōu)，該方法是一種不需要任何初始信息就可以尋求全局較優(yōu)解的高效優(yōu)化方法［５］。本文針對增設(shè)蓄能器的新型液壓電梯在運(yùn)行過程中表現(xiàn)出的啟動時(shí)間長、運(yùn)行速度不平穩(wěn)、停止階段轎廂抖動等狀況，借助ＰＩＤ控制器對新型液壓電梯的速度進(jìn)行控制，并利用遺傳算法對ＰＩＤ的３個(gè)參數(shù)ＫＰ，ＫＩ，ＫＤ進(jìn)行優(yōu)化，從而達(dá)到控制液壓電梯運(yùn)行速度的目的。

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