基于ＧＡ整定ＰＩＤ的液壓電梯速度控制研究

楊恢先，蔡炎平，楊心力
湘潭大學材料與光電物理學院，湖南湘潭

湘潭大學信息工程學院，湖南湘潭

摘　　　要：針對液壓電梯在工作過程中出現的啟動時間長、運行速度不平穩、停止階段轎廂抖動等不足，借助多物理領域仿真軟件Ｓｉｍｓｃａｐｅ對液壓電梯系統進行了綜合建模，并提出了遺傳算法（ＧＡ）整定ＰＩＤ對液壓電梯運行速度進行控制的新方法。介紹了液壓電梯的速度控制原理以及遺傳算法的控制策略，針對液壓電梯的工作特點對遺傳要素進行了合理規劃，并對不同工況下的液壓電梯進行了仿真研究。仿真結果表明：在載重量為０ｋｇ，５００ｋｇ，１０００ｋｇ的工況下，遺傳算法整定的ＰＩＤ控制器在動態特性、跟蹤特性等方面都具有明顯的優勢。較后通過實驗證明了基于遺傳算法ＰＩＤ整定在提高液壓電梯運行性能方面的有效性。

關　鍵　詞：液壓電梯；遺傳算法；ＰＩＤ

１　引　言
液壓電梯為典型的速度控制系統，較終目的是獲得良好的速度運行性能，以滿足載重運行的需求。液壓電梯不僅要有較好的乘坐舒適感，且對運行時的速度精度、啟動的快慢及可靠性都有較高的要求。但由于液壓電梯是一種變負載、變容腔、變粘度的電、液速度控制系統，且具有大慣量、低頻響、低阻尼的特點，建立它的精確數學模型十分困難，這些均使得常規的實時控制方法難以滿足要求［１�玻玻荨Ｄ壳�，國內外對液壓電梯的實際控制一般都采用閉環ＰＩＤ控制算法。ＰＩＤ參數的優化方法有很多，如間接尋優法，梯度法，爬山法等，在熱工系統中單純形法、專家整定法則應用較廣。雖然這些方法都具有良好的尋優特性，但存在著一些弊端，單純形法對初值比較敏感，容易陷入局部較優化解，造成尋優失敗。專家整定法則需要太多的經驗，不同的目標函數對應不同的經驗，而整理知識庫則是一項長時間的工程。因此選取了遺傳算法來進行參數尋優，該方法是一種不需要任何初始信息就可以尋求全局較優解的高效優化方法［５］。本文針對增設蓄能器的新型液壓電梯在運行過程中表現出的啟動時間長、運行速度不平穩、停止階段轎廂抖動等狀況，借助ＰＩＤ控制器對新型液壓電梯的速度進行控制，并利用遺傳算法對ＰＩＤ的３個參數ＫＰ，ＫＩ，ＫＤ 進行優化，從而達到控制液壓電梯運行速度的目的。

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