基于模糊滑模控制的高速离心泵启动过程研究

摘要

高速离心泵启动过程具有典型非线性，为改善高速离心泵启动过程的控制性能，针对传统比例-积分-微分控制器（PID）和滑模控制器（SMC）存在转速超调量大、趋近滑模面速度低、稳定性差和系统抖振等问题，提出一种新型模糊滑模控制器。首先，建立了高速离心泵启动过程非线性数学模型，利用非线性幂次组合函数和双曲正切函设计了一种新型滑模趋近律，并证明了系统的稳定；然后引入模糊算法，对趋近律系数实时调整，使得趋近过程得到动态控制，进一步优化该控制器的性能；最后，在Simulink上搭建仿真模型进行实验验证，结果表明应用该新型模糊滑模控制器后，离心泵系统启动过程动态响应快速，能快速收敛到稳定状态，基本无超调，具有良好的抗抖振性能，且对于外部负载扰动的干扰具有较强的鲁棒性。

关键词

高速离心泵 / 启动过程 / 模糊控制