基于AMESim/Simulink的模糊云梯车滑模控制器仿真    广州云梯车出租, 广州出租云梯车, 广州云梯车   Matlab中的Simulink模块具有强大的数据处理能力，但是Simulink只是通过函数运算的方法进行仿真，这种基于理想模式的仿真方式得出的结果往往与实际生产出现偏差。AMESim是综合性用于复杂系统建模和仿真的平台，用户在其中建立系统的物理模型并可用其展现仿真的整个过程。目前常用的电液系统仿真方式是通过AMESim进行系统建模可以对现实系统更精确地模拟，再运用Simulink强大的数值处理能力进行进一步仿真研究，实现数学与物理模型同步仿真与分析，得出的仿真结果更加准确、贴近现实。

      AMESim/Simulink联合仿真的特点主要有：1.在仿真模型建立的过程中，我们知道AMESim和Simulink两个软件相互独立并分别建立各自的模型，两个仿真模型通过S函数进行交流。2.联合仿真通过两个不同的工作界面来工作，机械部分建模在AMESim中进行，控制系统的建模在Simulink中完成，用户根据自身的需要及工作要求在不同39的仿真环境中建立相关模型。3.用户可以在没有数学模型的情况下直接建立系统仿真模型，这样可以使建模的过程更加简洁化。通过联合仿真，可以使系统仿真模型更加有效地运作。4.联合仿真的出现，大大减少了仿真的工作量，提高了仿真的效率并获得更加准确的数据。

    在AMESim和Simulink的联合仿真过程中，AMESim与Simulink联合仿真有两种模式：标准模式和联合仿真模式。AMESim/Simulink联合仿真下模型的建立在AMESim与Simulink中分别建立电液伺服同步系统的物理模型和数学模型，要将两者连接起来需要在AMESim中多增加一个输出功能模块，通过这个模块将物理模型经过处理生成S函数，S函数可由Simulink的中S-Function模块使用，通过此模块可以将两者结合，从而实现AMESim与Simulink的联合建模与仿真。仿真时，通过AMESim中油缸上安装的位移传感器将油缸的输出位移传送到联合仿真接口，经过处理生成S函数后输入到Simulink中，经过模糊滑模控制器的运算后将控制比例伺服阀阀芯移动的信号反馈至AMESim中，对主、从动缸的速度进行调节，从而实现四缸同步运动。多液压缸同步运动系统的AMESim及Simulink仿真模型。Simulink仿真模型主要由模糊控制器模块、滑模（SMC）控制器模块、比例阀模块以及阀控缸模块构成，介绍如下：（1）比例阀模块根据第三章的分析，建立比例阀阀芯位移模型。此模块有一个输入接口和一个输出接口，输入为电信号u，输出为阀芯位移vx，输入与输出之间为比例增益环节，系数为K。 （2）比例阀控缸模块根据第三章的建模分析，建立比例阀控缸的模型。此模块有两个输入口，分别为负载压力和阀芯位移信号，一个输出接口为液压缸的位移。（3）模糊控制器模块模糊控制器的输入为切换函数s及其变化率s，输出为控制量fu，图5.6-5.842分别为切换函数s、切换函数变化率s和模糊控制输出fu的隶属函数图。依据对于模糊规则库的设计，模糊控制器的两个输入s及s各有7个模糊语言变量，可以产生49条模糊控制规则。为了获得更好的控制效果，建立模糊控制规则库通常还需要结合工程经验，在MATLAB中建立模糊控制规则库。

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    模糊滑模控制器跟踪控制效果仿真, 在实际运动中，油缸的运动速度并不是一直不变的。在仿真中，为了测试模糊滑模控制器的跟踪控制效果，选取主动缸为被测对象，设置油缸速度在4s时由4mm/s突变为8mm/s，8秒时由8mm/s突变为4mm/s，12s时由4mm/s突变为0。可以看出，在整个仿真过程中，油缸能够在较短时间内跟踪给定速度信44号且在给定速度信号突变的情况下变速平稳没有冲击现象，能够满足实际工程中的应用要求。

    模糊滑模控制器同步控制效果仿真,  对本文所设计的模糊滑模控制器的同步控制性能进行仿真，系统输入阶跃信号，各子通道响应结果及各从动缸与主动缸之间的同步误差。四个子通道的阶跃响应曲线几乎重合，说明四个液压缸的阶跃响应速度快、超调小、稳定时间也短，同步性能较好。各从动缸与主动缸之间虽然还存在一些同步误差，但是其最大误差不超过0.02mm，满足设计要求的需要。

    模糊滑模控制器鲁棒性仿真, 因为四缸等温锻造液压机的工作环境较为复杂，常有各种不确定的干扰，为了保证系统的正常工作，这就对本文所设计的模糊滑模同步控制器的鲁棒性能有了较高的要求。为了验证本控制器的鲁棒性，设定油缸速度阶跃信号为v0.1mm/s，为了模拟随机干扰，将模糊滑模控制控制器的状态方程中的i1b、i1a、i2a三个参数在10%的范围内变化，同时设置普通滑模控制作为对照组，仿真阶跃响应曲线对照图。在理想状态下，常规模糊控制器与模糊滑模控制器均能取得较好的控制效果，模糊滑模控制的液压缸响应速度快、超调量小，但总体来说区别不明显；在系统参数变化的情况下，常规模糊控制器与模糊滑模控制器的控制效果存在明显差异，模糊滑模控制器无论响应速度、控制精度还是超调量等指标等都明显优于滑模控制器，说明本文所设计的模糊滑模控制器在应对参数变化时具有较好的鲁棒性。为了验证干扰因素对模糊滑模控制器同步效果的影响，在5s时将各个支路的参数差异等效为一个流量干扰加在主控缸上，由图中可以看出所设计的模糊滑模控制器能够比滑模控制更加快速地收敛至稳定状态，验证了模糊滑模控制器对干扰具有良好的鲁棒性。以上的仿真实验表明，与常规的滑模控制器相比，模糊滑模控制器有较好的控制性能，该系统呈现出较好的动态响应性能，这也验证了本系统具有较好的鲁棒性和抗干扰性，解决了该系统的在复杂工况下的速度控制要求。

     分别在软件AMESim和Simulink中搭建物理模型和数学模型，通过两个软件之间的联合仿真功能进行同步控制的联合仿真。实验结果显示，被控缸能够在短时间内跟踪给定速度信号且在给定速度信号突变的情况下变速平稳没有冲击现象，同时四缸的同步误差也在要求范围之内，证明本文设计的模糊滑模控制器取得了较好的跟踪控制以及同步控制效果。最后对所设计的模糊滑模控制器应对参数摄动及干扰的鲁棒性能开展分析，将普通滑模控制作为对比项，可以看出模糊滑模控制器在干扰以及参数变化的情况下控制效果明显优于普通滑模控制，证明本文所设计的模糊滑模控制器取得了满意的控制效果。

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