湿式烧结金属摩擦材料试验台制动力控制研究

作     者：吴云志 谷峰 昝傲 杨剑东 景修润 

作者机构：湖北工业大学机械工程学院 湖北工业大学工程技术学院 

出 版 物：《机电工程》 (Journal of Mechanical & Electrical Engineering)

年 卷 期：2024年

学科分类：080704[工学-流体机械及工程] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0804[工学-仪器科学与技术] 0835[工学-软件工程] 0802[工学-机械工程] 081102[工学-检测技术与自动化装置] 0811[工学-控制科学与工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2018YFD0700604) 

主　　题：改进粒子群优化 模糊PID控制 湿式烧结金属 摩擦材料试验台 控制策略 改进PSO-FuzzyPID控制方法 

摘      要：湿式烧结金属摩擦材料试验台工作环境复杂，进行制动试验时需要精确的压力控制。针对试验台液压系统的控制精度低和抗干扰能力差的问题，提出了一种基于改进粒子群算法优化(PSO)的模糊PID控制算法——改进PSO-FuzzyPID控制方法。首先，介绍了试验台的系统组成结构，分析了试验台的动态、静态试验基本原理以及液压系统的压力控制原理，并基于上述分析在MATLAB/Simulink中建立了试验台液压控制系统的数学模型；然后，采用仿真的方式，将传统PID控制、模糊PID控制和基于改进PSO的模糊PID控制在阶跃输入和干扰信号下的控制效果进行了比较，验证了控制方法的可行性；最后，以铜基摩擦片作为试验片，在某公司的湿式烧结金属摩擦材料性能试验台上，对控制方法进行了台架试验，进一步验证了改进PSO-FuzzyPID控制方法的性能。研究结果表明：相较于传统PID、模糊PID控制方法，采用改进PSO-FuzzyPID控制方法后，系统超调量分别降低了10.3%和2.6%，响应时间分别缩短了0.07 s和0.26 s，稳态误差分别降低了0.03 MPa和0.02 MPa。上述结果验证了该方法能有效提高试验台液压系统的控制精度，具有较强的抗干扰能力，可以满足试验台实际控制需求。