基于ＧＡ整定ＰＩＤ的液压电梯速度控制研究

2012年04月24日14:30:16 本网站我要评论(2)字号：T | T | T

杨恢先，蔡炎平，杨心力
湘潭大学材料与光电物理学院，湖南湘潭

湘潭大学信息工程学院，湖南湘潭

摘　　　要：针对液压电梯在工作过程中出现的启动时间长、运行速度不平稳、停止阶段轿厢抖动等不足，借助多物理领域仿真软件Ｓｉｍｓｃａｐｅ对液压电梯系统进行了综合建模，并提出了遗传算法（ＧＡ）整定ＰＩＤ对液压电梯运行速度进行控制的新方法。介绍了液压电梯的速度控制原理以及遗传算法的控制策略，针对液压电梯的工作特点对遗传要素进行了合理规划，并对不同工况下的液压电梯进行了仿真研究。仿真结果表明：在载重量为０ｋｇ，５００ｋｇ，１０００ｋｇ的工况下，遗传算法整定的ＰＩＤ控制器在动态特性、跟踪特性等方面都具有明显的优势。较后通过实验证明了基于遗传算法ＰＩＤ整定在提高液压电梯运行性能方面的有效性。

关　键　词：液压电梯；遗传算法；ＰＩＤ

１　引　言
液压电梯为典型的速度控制系统，较终目的是获得良好的速度运行性能，以满足载重运行的需求。液压电梯不仅要有较好的乘坐舒适感，且对运行时的速度精度、启动的快慢及可靠性都有较高的要求。但由于液压电梯是一种变负载、变容腔、变粘度的电、液速度控制系统，且具有大惯量、低频响、低阻尼的特点，建立它的精确数学模型十分困难，这些均使得常规的实时控制方法难以满足要求［１２］。目前，国内外对液压电梯的实际控制一般都采用闭环ＰＩＤ控制算法。ＰＩＤ参数的优化方法有很多，如间接寻优法，梯度法，爬山法等，在热工系统中单纯形法、专家整定法则应用较广。虽然这些方法都具有良好的寻优特性，但存在着一些弊端，单纯形法对初值比较敏感，容易陷入局部较优化解，造成寻优失败。专家整定法则需要太多的经验，不同的目标函数对应不同的经验，而整理知识库则是一项长时间的工程。因此选取了遗传算法来进行参数寻优，该方法是一种不需要任何初始信息就可以寻求全局较优解的高效优化方法［５］。本文针对增设蓄能器的新型液压电梯在运行过程中表现出的启动时间长、运行速度不平稳、停止阶段轿厢抖动等状况，借助ＰＩＤ控制器对新型液压电梯的速度进行控制，并利用遗传算法对ＰＩＤ的３个参数ＫＰ，ＫＩ，ＫＤ进行优化，从而达到控制液压电梯运行速度的目的。

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