Control de flujo del probador hidráulico de múltiples canales de tractor basado en AMESim y PID difuso optimizado por PSO
Autores: Li, Qinglun; Bai, Xuefeng; Lu, Yang; Deng, Xiaoting; Lu, Zhixiong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Control de flujo del probador hidráulico de múltiples canales de tractor basado en AMESim y PID difuso optimizado por PSO
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas Generales
Palabras clave
Hidráulico
Control
Difuso-pid
Optimización
Control de flujo
Precisión
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 36
Citaciones: Sin citaciones
Para mejorar la respuesta dinámica, linealidad y precisión de control del probador de potencia de salida hidráulica de múltiples circuitos del tractor YYSCT-250-3, este estudio desarrolla una estrategia de control optimizada por enjambre de partículas (PSO) ajustada por un controlador difuso-proporcional-integral-derivativo (Fuzzy-PID). Al modular el ángulo de rotación de la válvula de bola impulsada por el actuador (0-90 grados) en la válvula de flujo proporcional, el controlador utiliza tanto el error de caudal como su tasa de cambio entre el punto de ajuste y la retroalimentación del medidor de flujo como entradas difusas para ajustar las salidas del PID. Se establece un detallado modelo matemático del sistema de flujo proporcional electrohidráulico, incorporando el torque de resistencia hidráulica en el émbolo de la válvula de bola y coeficientes de fricción para mejorar la precisión. A través de simulaciones en MATLAB/Simulink (R2022a), el algoritmo PSO optimiza las funciones de pertenencia difusa y las ganancias del PID, logrando una respuesta más rápida, reducción del sobrepaso y un mínimo error en estado estacionario. El controlador optimizado logró errores relativos de flujo en estado estacionario dentro de +/-1.0% y errores de control de flujo absolutos dentro de +/-0.5 L/min, superando significativamente al controlador PID tradicional. Estos resultados demuestran que el enfoque Fuzzy-PID optimizado por PSO aborda eficazmente los desafíos de control de flujo del YYSCT-250-3, mejorando tanto la eficiencia como la precisión de las pruebas. Este trabajo proporciona un sólido marco teórico y una referencia práctica para un control de flujo rápido y de alta precisión en pruebas de potencia hidráulica de varios canales.
Descripción
Para mejorar la respuesta dinámica, linealidad y precisión de control del probador de potencia de salida hidráulica de múltiples circuitos del tractor YYSCT-250-3, este estudio desarrolla una estrategia de control optimizada por enjambre de partículas (PSO) ajustada por un controlador difuso-proporcional-integral-derivativo (Fuzzy-PID). Al modular el ángulo de rotación de la válvula de bola impulsada por el actuador (0-90 grados) en la válvula de flujo proporcional, el controlador utiliza tanto el error de caudal como su tasa de cambio entre el punto de ajuste y la retroalimentación del medidor de flujo como entradas difusas para ajustar las salidas del PID. Se establece un detallado modelo matemático del sistema de flujo proporcional electrohidráulico, incorporando el torque de resistencia hidráulica en el émbolo de la válvula de bola y coeficientes de fricción para mejorar la precisión. A través de simulaciones en MATLAB/Simulink (R2022a), el algoritmo PSO optimiza las funciones de pertenencia difusa y las ganancias del PID, logrando una respuesta más rápida, reducción del sobrepaso y un mínimo error en estado estacionario. El controlador optimizado logró errores relativos de flujo en estado estacionario dentro de +/-1.0% y errores de control de flujo absolutos dentro de +/-0.5 L/min, superando significativamente al controlador PID tradicional. Estos resultados demuestran que el enfoque Fuzzy-PID optimizado por PSO aborda eficazmente los desafíos de control de flujo del YYSCT-250-3, mejorando tanto la eficiencia como la precisión de las pruebas. Este trabajo proporciona un sólido marco teórico y una referencia práctica para un control de flujo rápido y de alta precisión en pruebas de potencia hidráulica de varios canales.