基于卡尔曼滤波的模糊PID阀芯控制研究

来源：中国农机化学报杂志2025年第12期北京时间：

作者：费玉环, 宋启琛, 李瑞川, 张岩, 徐继康

单位：（1.曲阜师范大学工学院，山东日照，276800； 2.日照海卓液压有限公司，山东日照，276800；3.山东海卓电液控制工程技术研究院，山东日照，276800）

摘要：针对电液比例阀阀芯控制存在响应滞后、超调量、易受干扰等控制问题，对电液比例阀的工作原理进行分析，并提出一种基于卡尔曼滤波算法的模糊PID控制策略。该策略在传统PID控制策略的基础上，对比例阀的死区特性和外部扰动问题进行自适应调节和噪声过滤。搭建仿真模型并进行阶跃信号仿真，结果显示，基于卡尔曼滤波的模糊PID控制策略响应速度最快、超调量最小，其延迟时间和最大超调量分别为0.28 s、0 s。搭建试验台并进行正弦信号跟踪试验，结果显示，所设计的基于卡尔曼滤波的模糊PID控制策略相比于传统PID控制和模糊PID控制，具有更快的响应和较强的抗干扰性，最大信号跟随误差仅为2.5%，输出的流量曲线更加平滑。

关键词：电液比例阀；模糊PID控制；卡尔曼滤波算法；抗干扰 

基金资助：山东省重点研发计划（2021CXGC10812,2022CXGC020702,2022CXGC020703）；日照市自然科学基金项目（RZ2021ZR33）