地铁挖掘机动臂势能回收PSO-PID控制策略设计及分析

响应地铁施工设备节能减排的要求，设计了一种复合结构势能的挖掘机动臂势能回收系统，该系统可以达到更高能量利用率和更优节能减排状态。在原有比例-积分-微分(Proportional Integral-Differential, PID)控制的基础上，引入粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization, PSO)对控制进行优化，给出了基于PSO-PID控制的流量调节方式。采用液压与电气控制方式进行势能回收，利用调节液压马达排量来控制动臂运动速度，大幅降低程序设计难度。在建立系统数学模型的基础上，依托AMESim软件开展了势能回收系统分析。研究结果表明：一个循环过程可以实现回收11.1 kJ能量，达到了非常高效的能量回收性能。动臂速度表现为先增大再降低，可以获得更优的动臂控制性能。