[发明专利]一种基于模糊PID的多叶光栅双闭环运动控制方法

权利要求书

1.一种基于模糊PID的多叶光栅双闭环运动控制方法，其特征在于，是在多叶光栅的控制过程中设置有位移环控制器(1)和速度环控制器(2)，所述位移环控制器(1)的输入是上位机给定的多叶光栅叶片电机(3)的位移值与系统的实际运行的位移值之差，即系统初始位置差，所述位移环控制器(1)根据系统初始位置差，输出目标速度，所述目标速度与所述多叶光栅叶片电机(3)的实际检测速度的差值，即实时速度误差e(t)，构成速度环控制器(2)的输入，所述的速度环控制器(2)根据接收到的实时速度误差e(t)调节多叶光栅叶片电机(3)的运行速度，从而控制系统位移。

2.根据权利要求1所述的一种基于模糊PID的多叶光栅双闭环运动控制方法，其特征在于，设定系统以最大加速度运行使得速度从零至最大速度所需距离为加速距离，所述的位移环控制器(1)的控制如下：

1)当系统初始位置差大于两倍的加速距离时，系统先加速至最大速度，然后保持最大速度运行，直至系统位置差小于加速距离时，系统减速直至停止运动；

2)当系统初始位置差小于等于两倍的加速距离时，系统前半程加速，后半程减速。

3.根据权利要求2所述的一种基于模糊PID的多叶光栅双闭环运动控制方法，其特征在于，所述的位移环控制器(1)的第1)种控制中的系统当前时刻的速度表达式为：

若Δx_s＞2Δx_a

其中Δx_p为系统当前位置差值；Δx_s为系统初始位置差值；Δx_a为加速距离；a为系统最大加速度；v(n)为当前时刻n的速度；v(n-1)为前一个时刻的速度，t为采样时间。

4.根据权利要求2所述的一种基于模糊PID的多叶光栅双闭环运动控制方法，其特征在于，所述的位移环控制器(1)的第2)种控制中的系统当前时刻的速度表达式为：

若Δx_s≤2Δx_a

5.根据权利要求1所述的一种基于模糊PID的多叶光栅双闭环运动控制方法，其特征在于，所述的速度环控制器(2)采用模糊PID控制方式，包括有模糊控制器(2.1)和PID控制器(2.2)，其中，所述模糊控制器(2.1)分别以接收到的实时速度误差e(t)，以及对所述实时速度误差e(t)求导后得到的实时速度误差变化率ec(t)为输入，以PID控制器(2.2)的三个参数变化量ΔK_p、ΔK_i、ΔK_d为输出；所述的PID控制器(2.2)将从输入端得到的三个参数变化量ΔK_p、ΔK_i、ΔK_d，以及实时速度误差e(t)运算后得到输出占空比u控制多叶光栅叶片电机(3)的运行速度。

6.根据权利要求5所述的一种基于模糊PID的多叶光栅双闭环运动控制方法，其特征在于，所述的模糊控制器(2.1)将输入端提到的实时速度误差变化率ec(t)和实时速度误差e(t)经比例运算转化为模糊值，再将所述的模糊值并使用三角形模糊变量隶属度函数进行运算，得到模糊子集，对所述的模糊子集采用模糊控制规则进行推理，将推理结果经重心法解模糊运算得到三个参数变化量ΔK_p、ΔK_i、ΔK_d输出给PID控制器(2.2)。

7.根据权利要求6所述的一种基于模糊PID的多叶光栅双闭环运动控制方法，其特征在于，所述的模糊子集包括有：负大NB、负中NM、负小NS、零ZO、正小PS、正中PM、正大PB。