發(fā)布時間：2022-01-13 07:53

　　電液伺服系統(tǒng)具有功率重量比大、響應(yīng)迅速、控制精度高等優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于航空航天、船舶、裝備機械等領(lǐng)域。2D伺服閥相對其他伺服閥而言,不僅功率重量比高、體積小、結(jié)構(gòu)簡單,而且抗污染能力強,動態(tài)性能好,在很多領(lǐng)域得到一定程度的應(yīng)用。本文主要基于2D伺服閥設(shè)計了雙缸同步液壓控制系統(tǒng)。由于常規(guī)PID結(jié)構(gòu)簡單、參數(shù)整定困難,很難滿足實際控制要求,本文提出了一種基于單神經(jīng)元自適應(yīng)PID控制的三閉環(huán)算法,使液壓缸能夠精確的到達目標位置,最終實現(xiàn)雙缸同步。通過Matlab Simulink仿真和相關(guān)實驗對雙缸同步控制系統(tǒng)進行研究和分析。主要研究內(nèi)容和成果如下:（1）分析了2D伺服閥工作原理,推導(dǎo)出閥體傳遞函數(shù),然后對2D伺服閥電-機械轉(zhuǎn)換器的工作原理進行分析,推導(dǎo)出兩相混合式步進電機的數(shù)學(xué)模型。（2）推導(dǎo)出2D閥控非對稱液壓缸系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型,分別對非對稱液壓缸位置閉環(huán)控制和雙缸同步控制進行仿真,仿真表明單神經(jīng)元自適應(yīng)PID控制下的雙缸同步控制系統(tǒng)具有良好的靜態(tài)特性。最后分析了非對稱液壓缸空載下正反向運動的速度之比,為雙缸同步控制實驗提供了重要參考。（3）設(shè)計了雙缸同步控制器,主要包含硬件設(shè)計和軟件設(shè)計兩部... 

【文章來源】：浙江工業(yè)大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：98 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

電液伺服閥的同步回路[25]

基于二維（2D）伺服閥的雙缸同步控制系統(tǒng)研究13第二章2D伺服閥的數(shù)學(xué)建模2D伺服閥主要由電-機械轉(zhuǎn)換器和閥體模塊組成，其動靜態(tài)響應(yīng)特性對雙缸同步控制有著很大的影響。本章分別對2D伺服閥閥體和電-機械轉(zhuǎn)換器進行原理分析和數(shù)學(xué)建模。2.12D伺服閥閥體建模與分析2.1.12D伺服閥的工作原理本文中的雙缸同步控制系統(tǒng)主要是在本實驗室自主研制的2D伺服閥的基礎(chǔ)上進行設(shè)計和研究的。1-步進電動機2-閥座3-閥套4-O形圈5-擋板6-盒蓋7-緊固螺釘8-同心環(huán)9-閥芯10-端蓋11-擺輪12-齒輪13-限位銷14-電動機安裝板15-安裝銷圖2-12D伺服閥的三維圖[9]Figure2-1.3Dillustrationof2Dservovalve2D伺服閥的三維圖如圖2-1所示，它由閥體模塊、步進電動機、機械傳動機構(gòu)等部分組成。其中，步進電機采用兩相混合式步進電機，它位于閥體上面，尾部裝有能夠檢測同步電機轉(zhuǎn)角的角位移編碼器芯片。2D伺服閥中的步進電動機通過齒輪副和2D閥閥芯相連來控制閥芯的運動，并且放大了力矩。其工作原

基于二維（2D）伺服閥的雙缸同步控制系統(tǒng)研究23第三章雙缸同步控制系統(tǒng)建模與仿真由于結(jié)構(gòu)緊湊、價格低廉和使用方便，非對稱液壓缸在液壓系統(tǒng)中得到了普遍使用。本文主要是在實驗室自主研制的2D伺服閥的基礎(chǔ)上設(shè)計研究雙缸同步控制系統(tǒng)，并以非對稱液壓缸的疲勞試驗機為實驗平臺，研究雙缸同步控制系統(tǒng)的同步性能。3.12D閥控非對稱液壓缸的數(shù)學(xué)模型2D閥控液壓缸的性能參數(shù)與2D伺服閥、液壓缸和工作負載有著很大的關(guān)系。閥控非對稱液壓缸的原理如圖3-1所示，它由對稱滑閥和非對稱液壓缸構(gòu)成。在對閥控非對稱液壓缸進行數(shù)學(xué)建模時，人們往往從閥的流量方程、油缸的流量方程和液壓缸的力平衡方程入手。如圖所示，P1為無桿腔的壓力，Q1為無桿腔的流量，P2為有桿腔的壓力，Q2為有桿腔的流量，xv為閥芯軸向位移，y為活塞桿的位移。圖3-1閥控非對稱液壓缸原理圖Figure3-1.Valvecontrolledasymmetrichydrauliccylinderschematic閥控非對稱液壓缸在工作時，有效作用面積不同，這就使得閥的流量方程與活塞的運動方向有關(guān)，所以應(yīng)該分別討論。在這里，我們假設(shè)活塞外伸為液壓缸的正向運動，相反活塞內(nèi)縮為液壓缸的反向運動。3.1.1活塞正向運動（1）2D伺服閥流量方程

【參考文獻】：
期刊論文
[1]電液位置伺服系統(tǒng)的設(shè)計與仿真分析[J]. 盛夕正,鐘曉勤,徐軼,紀琦強.  實驗室研究與探索. 2019(04)
[2]雙缸液壓同步控制系統(tǒng)建模及仿真[J]. 汪飛雪,薛雄偉,曹曉明,李雪冰.  鍛壓技術(shù). 2018(09)
[3]基于液壓驅(qū)動電液缸伺服控制系統(tǒng)研究[J]. 曲曰陽,盛桂敏,李成鳳.  液壓氣動與密封. 2018(04)
[4]礦井無軌列車組液壓同步控制系統(tǒng)研究[J]. 李雨涵,劉磊,黃友鶴.  煤炭技術(shù). 2018(02)
[5]帶補償因子的雙模糊控制在電液伺服閥控非對稱缸系統(tǒng)上的應(yīng)用研究[J]. 彭輝,王軍政,沈偉,李多揚.  機械工程學(xué)報. 2017(24)
[6]小型無人直升機的無模型自適應(yīng)魯棒控制設(shè)計[J]. 潘曉龍,鮮斌.  控制理論與應(yīng)用. 2017(09)
[7]新型同步控制回路設(shè)計與分析[J]. 胡浩東,李炳文,戴本圣.  機床與液壓. 2016(14)
[8]非對稱電液伺服閥控制非對稱缸系統(tǒng)仿真分析[J]. 吳廣益.  機械工程與自動化. 2016(04)
[9]基于模糊小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的四旋翼飛行器魯棒自適應(yīng)控制[J]. 林文.  長沙航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報. 2015(04)
[10]基于單神經(jīng)元PID的雙液壓缸同步控制技術(shù)研究[J]. 宋云艷.  液壓氣動與密封. 2014(07)

碩士論文
[1]基于電液伺服閥的液壓系統(tǒng)控制器的研究[D]. 姚坤杉.江蘇科技大學(xué) 2019
[2]閥控非對稱伺服缸系統(tǒng)的設(shè)計與控制策略研究[D]. 劉坤.華南理工大學(xué) 2018
[3]集裝箱自裝卸運輸車吊裝機構(gòu)液壓同步系統(tǒng)研究[D]. 張鐵匠.長安大學(xué) 2014
[4]2D閥控單出桿缸及其同步電液數(shù)字伺服系統(tǒng)的研究[D]. 李朋.浙江工業(yè)大學(xué) 2013
[5]電液伺服閥動壓反饋特性及測試方法研究[D]. 江金林.華東理工大學(xué) 2013
[6]基于STM32F4的RS485通訊管理機的研究[D]. 孟麗華.河北工業(yè)大學(xué) 2012
[7]電液位置伺服系統(tǒng)的多缸同步控制方法研究[D]. 李志峰.太原科技大學(xué) 2010



本文編號：3586024