Investigación sobre el Controlador PID del Sistema Electrohidráulico de Excavadoras Basado en la Evolución Diferencial Mejorada
Autores: Ma, Wei; Ma, Shoulei; Qiao, Wenhua; Cao, Donghui; Yin, Chenbo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Investigación sobre el Controlador PID del Sistema Electrohidráulico de Excavadoras Basado en la Evolución Diferencial Mejorada
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Sistema de control hidráulico eléctrico
Sistemas de operación de excavadoras
Controlador PID
Evolución diferencial mejorada
Sistemas hidráulicos
Plataforma de simulación MATLAB
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 21
Citaciones: Sin citaciones
Un sistema de control electrohidráulico se considera un componente clave en los sistemas de operación de excavadoras. Los métodos de control con parámetros fijos pueden no ofrecer un rendimiento óptimo del sistema porque un sistema hidráulico tiene diversas incertidumbres no lineales debido a la fuga y la compresibilidad del medio fluido. Por lo tanto, se introduce un nuevo controlador PID basado en una evolución diferencial mejorada (IDE) para sistemas electrohidráulicos de excavadoras en sistemas hidráulicos interconectados. El algoritmo propuesto no solo ajusta los parámetros PID de las diferentes condiciones de trabajo, sino que también ajusta el factor de escala y la probabilidad de cruce. Luego, el controlador PID propuesto basado en IDE y el sistema de control del cubo de la excavadora se modelan y simulan en la plataforma de simulación MATLAB. Los resultados de la simulación demuestran que el controlador propuesto tiene un mejor rendimiento en tiempo de asentamiento, tiempo de subida y velocidad de convergencia en comparación con el controlador PID basado en evolución diferencial estándar y el controlador PID de Ziegler-Nichols (ZN) con una nueva función objetivo. Finalmente, el controlador IDE-PID se evalúa en una excavadora de 23 toneladas, y se obtienen un buen comportamiento transitorio y precisión en la trayectoria en comparación con el controlador SDE-PID.
Descripción
Un sistema de control electrohidráulico se considera un componente clave en los sistemas de operación de excavadoras. Los métodos de control con parámetros fijos pueden no ofrecer un rendimiento óptimo del sistema porque un sistema hidráulico tiene diversas incertidumbres no lineales debido a la fuga y la compresibilidad del medio fluido. Por lo tanto, se introduce un nuevo controlador PID basado en una evolución diferencial mejorada (IDE) para sistemas electrohidráulicos de excavadoras en sistemas hidráulicos interconectados. El algoritmo propuesto no solo ajusta los parámetros PID de las diferentes condiciones de trabajo, sino que también ajusta el factor de escala y la probabilidad de cruce. Luego, el controlador PID propuesto basado en IDE y el sistema de control del cubo de la excavadora se modelan y simulan en la plataforma de simulación MATLAB. Los resultados de la simulación demuestran que el controlador propuesto tiene un mejor rendimiento en tiempo de asentamiento, tiempo de subida y velocidad de convergencia en comparación con el controlador PID basado en evolución diferencial estándar y el controlador PID de Ziegler-Nichols (ZN) con una nueva función objetivo. Finalmente, el controlador IDE-PID se evalúa en una excavadora de 23 toneladas, y se obtienen un buen comportamiento transitorio y precisión en la trayectoria en comparación con el controlador SDE-PID.