中国机械工程第22卷第23期2011年12月上半月

基于复合式同步控制策略和模糊PID控制算法的

振动打桩机的智能控制器研究

汤炳新暋王小虎暋麻岳军暋王雪琴暋朱灯林

河海大学,常州,213022

摘要:将同步控制思想应用在振动打桩机中,实现在线无级调频调矩,从而提高打桩效率。针对电液伺服系统存在的非线性、时变性以及模型不确定性等特点,利用单片机的计算优势,融合复合式同步控制策略和模糊控制理论,构成一种智能型模糊P模糊PID参数同步控制系统。实验结果表明:ID控制器可以改善系统的动态特性,控制效果明显优于常规PID控制器。

关键词:振动打桩机;复合式同步控制策略;模糊P单片机ID控制;)中图分类号:TP214暋暋暋文章编号:1004—132X(201123—2798—04

ResearchonIntellientControllerofVibratorileDriversBasedongyP

ComositeSnchronizationControlSchemeandFuzzIDControlAalorithmpyyPgTaninxin暋Waniaohu暋MaYueun暋Wanuein暋ZhuDenlingBggXjgXqg

,,,HohaiUniversitChanzhouJiansu213022ygg

:AbstractToimrovetheefficiencfpiledrivinndachievestelessfreuencndtorueonpyogapqyaq灢,linereulationaschemeofsnchronizedcontrolwasusedinthecontrolofvibratoriledrivers.Ingyyp

viewofnonlinearandtimevarinharacteristicsoftheelectro-hdraulicservosstem,anintelliygcyy灢

,entsnchronizedcontrolsstemwithfuzzIDparameterswasdeveloedtakinalculationaladgyyyPpgc灢

(vantaesofsinle-chiicrocomuterSCM)andcomromisinomositesnchronizationcontrolggpmppgcpy

schemeandfuzzontroltheories.ExerimentalresultsindicatethatthefuzzIDcontrollercanimycpyP灢rovethednamiccharacteristicsanditscontroleffectisbetterthanthatofconventionalPIDcontrolpy灢ler.

:;;;KeordsvibratoriledrivercomositesnchronizationcontrolschemefuzzIDcontrolyppyyPyw

sinle-chiicrocomutergpmp

0暋引言

液压振动打桩机是一种广泛用于城市建设、

]2

;响[采用自主开发的以C8051F410为处理器的

微机控制器实现系统的智能化控制。

桥梁、港口等各种基础施工工程的沉拔桩施工机械。随着液压振动桩机在工程领域应用的日益扩大,国内落后的振动桩锤理论和不成熟的产品已经无法满足市场的需求。柴油机式打桩机和静压

]1

式打桩机[不仅设备庞大、操作复杂、设备易损

1暋双电液伺服马达同步控制系统及工作

原理

暋暋双液压伺服马达同步控制系统及工作原理如图1所示,系统主要包括电控柜、液压系统和机械伺服放大板2和3、传感器1开关按钮组3和14、

坏、维修不方便,而且不能实现无级的调频调矩,已远远满足不了现在的施工要求。本文提出将液压伺服系统的同步控制思想应用于偏心块式振动机械中,振动打桩机可以利用偏心块旋转产生的离心力进行打桩,这种方法能对打击力进行无级的调频调矩,从而实现高效打桩。因此,双电液压伺服马达同步控制问题是项目研究的关键。

为实现马达的同步控制,本文提出复合式同步控制方案,即基于模糊P解决液ID控制理论,压系统的泄漏、执行元件的非线性等因素的影

收稿日期:2010—12—27

)基金项目:水利部公益性行业科研专项(20071033

结构系统三部分。电控柜系统由微机控制器1、数据采集卡2液压系统主要由伺服25、6等组成;泵4和2阀5和2马达6和24、2、1以及散热器23等组成;机械结构系统主要是打桩头内部构造

。

图1暋双液压伺服马达同步控制系统结构图

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