基于响应面模型的机床伺服系统PID参数整定

摘要

数控机床伺服系统的性能是数控机床可以达到的加工效率和加工精度的决定因素。因此在静态设计之后必须进行动态仿真和校正设计。由于PID(proportion-integral-differential)控制器具有原理简单、使用方便、适应性强和鲁棒性强等特点,采用PID控制器作为校正装置。在均匀设计的基础上,采用二阶响应面模型拟合性能指标超调量和上升时间与控制器参数之间的关系,经假设检验说明该模型显著性非常明显。利用遗传算法分别针对2个指标寻找最佳的控制器参数,计算上升时间的最小值为0.077 s,实际仿真时间为0.12 s;计算超调量的最小值为0.063%,实际仿真结果为1.24%。利用叠加等高线图,寻找同时满足2指标的最优控制器参数。说明采用响应面模型优化PID控制器参数是合理可行的。