本文關(guān)鍵詞：數(shù)字閥控缸位置伺服系統(tǒng)控制特性研究

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【摘要】：近幾年,隨著科技的進(jìn)步,數(shù)字液壓概念被提出。此后數(shù)字液壓以其魯棒性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)受到了學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注,數(shù)字泵、數(shù)字閥、數(shù)字馬達(dá)等如雨后春筍般映入人們眼簾。數(shù)字液壓技術(shù)可分為高速開(kāi)關(guān)和并行連接兩類(lèi),并行連接技術(shù)存在成本和體積大等缺點(diǎn),高速開(kāi)關(guān)技術(shù)存在只能單邊控制且控制精度差的缺點(diǎn)。本文對(duì)高速開(kāi)關(guān)式數(shù)字閥靜動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行仿真和測(cè)試研究,并用該閥組成數(shù)字閥控缸位置伺服系統(tǒng),對(duì)其控制特性進(jìn)行研究,針對(duì)數(shù)字閥控缸位置伺服系統(tǒng)控制精度差的問(wèn)題,采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和PID組成前饋和反饋復(fù)合控制,對(duì)系統(tǒng)控制特性進(jìn)行改善。為此,本文主要開(kāi)展了以下幾方面的研究:(1)數(shù)字閥建模及特性分析。采用數(shù)學(xué)建模的方法,得到包含電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力、液動(dòng)力并對(duì)阻礙力進(jìn)行修正了的數(shù)字閥數(shù)學(xué)模型,運(yùn)用MATLAB/Simulink搭建仿真模型,搭建數(shù)字閥性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái),對(duì)其動(dòng)靜態(tài)特性進(jìn)行仿真和測(cè)試研究。仿真和測(cè)試結(jié)果表明:數(shù)字閥得電響應(yīng)時(shí)間隨供油壓力的減小而減小,失電響應(yīng)時(shí)間隨供油壓力的減小而增大;數(shù)字閥流量特性的線性度較好,死區(qū)隨供油壓力的減小而減小,飽和區(qū)隨供油壓力的減小而增大;通過(guò)仿真和實(shí)驗(yàn)對(duì)比,驗(yàn)證數(shù)字閥數(shù)學(xué)模型是正確的,為進(jìn)一步研究提供基礎(chǔ)。(2)數(shù)字閥控缸位置伺服系統(tǒng)建模及分析。將單個(gè)數(shù)字閥和換向閥配合使用,組成數(shù)字閥控缸位置伺服系統(tǒng),建立其數(shù)學(xué)模型,并在MATLAB/Simulink中搭建仿真模型,并進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究,仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:數(shù)字閥控缸位置伺服系統(tǒng)控制精度與數(shù)字閥工作頻率有關(guān),隨著工作頻率的提高,其位置控制精度和瞬態(tài)響應(yīng)特性均提高。(3)數(shù)字閥控缸位置伺服系統(tǒng)高精度控制方法研究。將CMAC控制算法和PID結(jié)合,CMAC實(shí)現(xiàn)前饋控制,PID實(shí)現(xiàn)反饋控制,組成CMAC-PID復(fù)合控制,并將其運(yùn)用到數(shù)字閥控缸位置伺服系統(tǒng)中。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)特性得到了顯著提高,系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度亦得到了顯著提高,穩(wěn)態(tài)誤差控制在±0.1mm以?xún)?nèi);工作頻率對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度的影響很小。
【關(guān)鍵詞】：數(shù)字液壓 數(shù)字閥控缸伺服系統(tǒng) 位置控制 智能控制算法
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TH137;TP273
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-22
• 1.1 數(shù)字液壓發(fā)展現(xiàn)狀10-12
• 1.2 數(shù)字閥研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 數(shù)字閥控液壓缸系統(tǒng)研究現(xiàn)狀16-20
• 1.4 課題研究意義和來(lái)源20
• 1.5 課題主要研究?jī)?nèi)容20-22
• 第2章 高速開(kāi)關(guān)數(shù)字閥研究22-44
• 2.1 引言22
• 2.2 高速開(kāi)關(guān)式數(shù)字閥工作原理22-23
• 2.3 PWM信號(hào)原理23-24
• 2.4 高速開(kāi)關(guān)式數(shù)字閥數(shù)學(xué)模型24-28
• 2.5 高速開(kāi)關(guān)式數(shù)字閥特性仿真28-33
• 2.5.1 靜態(tài)特性30-31
• 2.5.2 動(dòng)態(tài)特性31-33
• 2.6 高速開(kāi)關(guān)式數(shù)字閥測(cè)試33-43
• 2.6.1 高速開(kāi)關(guān)式數(shù)字閥測(cè)試原理34-35
• 2.6.2 動(dòng)態(tài)特性測(cè)試35-39
• 2.6.2.1 數(shù)字閥得電響應(yīng)時(shí)間35-37
• 2.6.2.2 數(shù)字閥失電電響應(yīng)時(shí)間37-39
• 2.6.3 靜態(tài)特性39-43
• 2.7 本章小結(jié)43-44
• 第3章 數(shù)字閥控缸伺服系統(tǒng)建模及仿真研究44-58
• 3.1 引言44
• 3.2 數(shù)字閥控缸伺服系統(tǒng)原理44-45
• 3.3 數(shù)字閥控缸伺服系統(tǒng)建模45-49
• 3.4 自適應(yīng)控制器設(shè)計(jì)49-54
• 3.4.1 CMAC概述49
• 3.4.2 CMAC控制器的結(jié)構(gòu)49-53
• 3.4.3 CMAC—PID復(fù)合控制53
• 3.4.4 CMAC—PID復(fù)合控制的實(shí)現(xiàn)53-54
• 3.5 數(shù)字閥控缸伺服系統(tǒng)仿真研究54-55
• 3.6 不同載波頻率下控制特性研究55-57
• 3.7 本章小結(jié)57-58
• 第4章 數(shù)字閥控缸伺服系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究58-70
• 4.1 引言58
• 4.2 數(shù)字閥控缸伺服系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)簡(jiǎn)介58-62
• 4.2.1 總體方案58-59
• 4.2.2 液壓原理59-60
• 4.2.3 控制和采集設(shè)備60-62
• 4.3 PID控制研究62-66
• 4.4 CMAC-PID復(fù)合控制研究66-69
• 4.5 本章小結(jié)69-70
• 結(jié)論70-71
• 參考文獻(xiàn)71-75
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果75-76
• 致謝76

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本文編號(hào)：888752