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(外文翻译 ) 1 外文翻译 学生姓名 学院名称 机电工程学院 专业名称 机械设计制造及其自动化 指导教师 (外文翻译 ) 2 An on of an an of an by to In an a in is of a of It is of is in th to 50 by in It is on a so of of a by be a of S in It is is an of in . on of or in a of 2002; 1992; & 1998; 1998; &2000). In or it is to to of 外文翻译 ) 3 is to of To be a of C C It 1976; 1989): of of ow of of in of of ow to of of on of s of in It it is to at a of to of a 1997; 1992). In is of to to of to of of s of In is as a of of in a ES is of on of 1973; 1981; 1994, 1996). an is as of of be as an so an is in of by A is on is is in a is to In a is as a of an to nd By S as in is of in 外文翻译 ) 4 Ss to on 2. is of in is a of of in 1984; & 1997). a of a in a of of to a of to a of to a of to a to is of of is a of as in is to a to A of is to of is to of is to a to of is 外文翻译 ) 5 a is to a to In of of of of of of in A of is 1990; 1990), is on of to of 外文翻译 ) 6 of at a to of be by at is by a so be is of a or of is as as ID it a of or it a of a on a a 1994). of of on of 1, a or 1, a 1998). He a 2nd DC of th on of in of a of a s is is is E to be n to on of in as in )()()()(2)()( 2 DC n DC is as DC to be us a in a nd is q. (1). by of n to of of nd be of is on by to be is to be in of of to of n be be as as to a of of 1990). a is to 外文翻译 ) 7 on DC a is it is of be a is in of of is is to et 1994). is to of In of is of so it a 1992). of or a of to to 2003). of of DC as of of to it is of is to be 1). It is to n to on of is to it is a in of DC be in of a 3. Ss to to As on of a of on in of of (外文翻译 ) 8 as of of to a in of is to is to of as on on of an of to 1996). In to to as to as of to be to to is of n on of of in et 1998; 1998). As of on a it is to 1996). be as As on It As by of to A 1996; 1996). (外文翻译 ) 9 对采用进化策略优化电液伺服系统的控制器增益的实 验性研究 金敏勇，李春鸥 机械工业部，韩国高级科技研究所 摘要 本论文通过进化的方法解决电液位置控制系统的控制器增益的优化问题。控制系统的优化控制器增益可以通过使为评估系统的性能而专门设计的适应函数最大化来获得。在本论文中针对以热轧钢板中辊缝的控制为代表的液压轧管机电液位置控制系统，设计了时间延时控制器，并且通过基于进化策略的一系列实验直接优化了控制器的三个控制参数。根据大约 150次试验显示控制器增益的近优值在第五代产生。优化的控制器增益可以通过在增益区间内检查代表系统性能的适应函数的拓扑来得到实验性的确认 。由试验发现适应函数的拓扑有若干局部最优值以致通过手动调整得到时间延时控制器的三个控制参数的最优值成了一项艰巨的工作。优化的结果可由进化策略和拓扑中的最大峰值的重合点获得。试验也显示进化策略是优化液压驱动系统控制器增益的省时省力的高效的方法。 关键词 控制器增益优化；进化策略；时间延时控制器；自动化控制器增益搜索；电液伺服系统 (外文翻译 ) 10 1 介绍 近几年来，为提高液压和气动伺服系统性能而进行的关于控制器增益的优化性和适应性研究已经成为一个人们日益感兴趣的领域（ 2002； 1992；& 1998； 1998； & 2000）。通常当控制工程师为液压和气动伺服系统设计一个控制器是很难从理论上确定它的控制增益从而获得系统最好的性能。因为液压驱动系统高度非线性的特点 ,所以准确地模拟这些系统是很困难的。更明确些，液压和气动伺服系统比其他的机械系统比如 是多种因素的结果（ 1976;989） :阀的压力流特性，阀和液压缸的饱和效 应，因供油压力改变而产生阀和液压缸泄露流量改变的特性，液压缸的摩擦力特性，以及随着温度变化，工作流体粘性和压缩系数改变的特性，更主要是因为供油压力和负载压力变化所引起的系统增益的变化。其中，流体的特性是由管道的形状所决定的。因此，当控制液压驱动系统时，根据专家对系统的直观知识和调整控制器增益的一般经验来调整控制器增益。这需要大量的实验来验证。但即使获得了控制器增益，也很难说它是给定条件下的最佳增益。为了研发液压驱动系统控制器增益的自动调整装置，人们已经对模糊增益适配装置的应用进行了研究（ 1997； 1992）。在这个情况下，需要对系统的专业知识进行移植以及一些因控制器增益变化而使系统反应发生变化的一般规则的基础知识。因此，算法的实施必须要有大量专家的经验和实验。 在这个研究中，作为电液伺服系统控制器增益的自动优化方法，本人建议采用进化策略。 1973； 981； 1994， 1996）。当给出一个作为候选对象生存能力的合适的适应函数就代表一个潜在的解决方法，所以控制器增益的 调节问题可考虑成一个优化问题，也就是在操作者具体给定的增益区间范围内寻找优化的控制器增益设置值。这样的一个主要的优点是不需要对控制系统做大量的增益调节实验，并且只需要系统最少量的信息。特别是在 真实的实验性系统中对候选对象进行进化的情况下，由于 在本研究中，设计时间延时控制器（ 为电液伺服系统的位置控制器。设计的第二代顺序误差动态控制器有三个隐性的控制增益。采用 通过在线实验在特定的增益区间确定优化的控制器增益设定值。为了验证获得的结果 ，做出增益区间内适应函数的拓扑矩阵并分析。最后通过 法寻找到的结果显示与在特定的增益区间内有最优适应值的优化峰值重合。 (外文翻译 ) 11 术语 Z 目标变向量，Z=2,E,n, A 独立变量 E 与已知系统惯量有关的 希腊字母 e 随 X 位置误差， e= 代数 服阀 1的控制电流 u 父母数 的控制电流 E L 控制系统采样时间 n增益的策略参数 n 目标变量个 数 增益的策略参数 i（ 0）策略参数惯量值， i 1,2,3 策略参数向 量， = 1， 2， 3= S 拉普拉斯变换变量 E ， U 控制系统的控制输入 n代表闭环系统的 X 滚锟液压缸的位置 制增益的自然频率 代表闭环系统 (外文翻译 ) 12 2 液压伺服系统 液位置控制系统 图 1所示为本研究中所使用的电液位置控制系统示意图。这个系统是液压轧管机的辊缝控制的试验机。它用来改善在热轧钢板工艺中的厚度控制性能（ 1984； 1997）。试验机是仿真由在热轧工艺中有大量自动检具控制系统的液压轧管机组成的辊缝控制系统。该系统由表示轧管机模量的结构弹簧，表示轧钢模量的材料弹簧，控制材料弹簧形变的辊缝控制液压缸和给控制系统干扰的干扰液压缸组成。加载在辊缝液压缸上的压力通过负载单元测得。结构弹簧的形变现行差动变压器（ 得。材料弹簧的形变通过线性比例测得。辊缝控制液压缸在实际的热轧工艺中是类似千斤顶一类的液压缸。干扰液压缸仅仅是用来在辊缝控制中对系统产生干扰而已。闭路控制电 流信号用于执行辊缝控制液压缸的位置控制。它输入到与千斤顶液压缸连接的伺服阀上。另一个开路电流信号用来产生干扰。它输入到与干扰液压缸连接的伺服阀上。在本论文中，考虑的是有干扰修正液压缸系统的响应。如表 1所示为一些试验设置的技术规范，包括动力单元，辊缝控制液压缸，结构弹簧，材料弹簧，线性比例，伺服阀和接口卡。 图 (外文翻译 ) 13 表 1实验所用到元件的具体参数 元件 型号 参数 动力单元 锟控制液压缸 40 40构弹簧 O 90料弹簧 O 45服阀 3 线性比例 S 603C 1口卡 ( 10V)&16位计数器 置控制系统的延时控制器 本系统选择的位置控制器是 1990； 1990）。它是建立在对由于采用离散控制抽样技术的延时技术而使系统产生不确定的因素的估计上的。延时信息（控制输入和前一个采样周期的状态变量导数）能消除由
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