本文關(guān)鍵詞：基于高速開(kāi)關(guān)閥的氣缸控制策略研究

  更多相關(guān)文章： 高速開(kāi)關(guān)閥 PWM 控制策略 聯(lián)合仿真

【摘要】：氣壓傳動(dòng)技術(shù)以其高效、節(jié)能、防爆、防燃、防電子干擾、低成本、壽命長(zhǎng)、無(wú)污染、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)在現(xiàn)代工業(yè)中被廣泛使用,其中氣動(dòng)伺服技術(shù)更是工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域不可或缺的一部分。高速開(kāi)關(guān)閥以其低成本、小型化、高性能等優(yōu)點(diǎn)非常符合當(dāng)前工業(yè)和市場(chǎng)對(duì)氣動(dòng)伺服的要求,在此背景下本文對(duì)高速開(kāi)關(guān)閥控氣缸的控制策略進(jìn)行了探索性的研究。本文以氣缸兩腔分別連接兩個(gè)高速開(kāi)關(guān)閥的位置控制系統(tǒng)為研究對(duì)象,首先介紹了目前國(guó)際上氣動(dòng)伺服技術(shù)的發(fā)展和各種控制元件的研究情況,并根據(jù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和流體的特性對(duì)系統(tǒng)中的高速開(kāi)關(guān)閥和氣缸進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模,同時(shí)搭建了Simulink仿真模型。其次,介紹了PWM控制技術(shù)的原理,并對(duì)低壓PWM氣動(dòng)系統(tǒng)中的高速開(kāi)關(guān)閥流量線性區(qū)間的拓寬方法進(jìn)行了仿真研究。分析了在脈寬調(diào)制器控制下多種參數(shù)對(duì)于輸出流量曲線的影響,同時(shí)采用傳統(tǒng)PWM補(bǔ)償控制和新型PWM分段補(bǔ)償控制方式來(lái)嘗試拓寬流量線性區(qū)間并仿真對(duì)比了控制效果。稍后介紹了氣動(dòng)系統(tǒng)常用的控制方式,并設(shè)計(jì)了一種針對(duì)高速開(kāi)關(guān)閥控氣缸的位置控制策略,具體為由基于模糊切換的自調(diào)整模糊PID復(fù)合控制器控制脈寬控制器的輸出占空比信號(hào),以實(shí)現(xiàn)對(duì)氣缸的位置控制。并且對(duì)比普通PID控制時(shí)的控制效果來(lái)驗(yàn)證新控制策略的可行性。最后,建立了高速開(kāi)關(guān)閥控氣缸系統(tǒng)的AMESim仿真模型,并利用軟件提供的接口實(shí)現(xiàn)了與Matlab/Simulink的聯(lián)合仿真。研究了系統(tǒng)中各參數(shù)變化對(duì)系統(tǒng)造成的影響,為此類型的氣動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和推廣提供了一定借鑒作用。
【關(guān)鍵詞】：高速開(kāi)關(guān)閥 PWM 控制策略 聯(lián)合仿真
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH138.5
【目錄】：

• 摘要8-9
• Abstract9-14
• 第一章 緒論14-19
• 1.1 課題背景14
• 1.2 氣動(dòng)伺服系統(tǒng)的研究分類14-15
• 1.3 氣動(dòng)位置伺服系統(tǒng)概述15
• 1.4 氣動(dòng)位置伺服系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀15-17
• 1.4.1 執(zhí)行元件的研究現(xiàn)狀15-16
• 1.4.2 控制元件的研究現(xiàn)狀16-17
• 1.5 課題的研究意義及研究?jī)?nèi)容17-19
• 1.5.1 課題的研究意義17-18
• 1.5.2 本文的研究?jī)?nèi)容及安排18-19
• 第二章 高速開(kāi)關(guān)閥控氣缸系統(tǒng)組成及數(shù)學(xué)建模19-35
• 2.1 高速開(kāi)關(guān)閥控氣缸的系統(tǒng)原理19-20
• 2.2 系統(tǒng)的主要組成元件20-21
• 2.2.1 高速開(kāi)關(guān)閥20
• 2.2.2 直線氣缸20
• 2.2.3 位移傳感器20-21
• 2.3 氣動(dòng)系統(tǒng)建模基礎(chǔ)21-28
• 2.3.1 溫度—壓力方程21-22
• 2.3.2 流量方程22-26
• 2.3.3 流量系數(shù)26-28
• 2.4 高速開(kāi)關(guān)閥控氣缸系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型28-33
• 2.4.1 高速開(kāi)關(guān)閥數(shù)學(xué)模型29-30
• 2.4.2 氣缸數(shù)學(xué)模型30-33
• 2.5 Simulink仿真模型33-34
• 2.6 本章小結(jié)34-35
• 第三章 PWM控制技術(shù)仿真研究35-47
• 3.1 PWM控制原理35-39
• 3.2 低壓PWM氣動(dòng)系統(tǒng)的高速開(kāi)關(guān)閥流量線性區(qū)間拓寬方法研究39-46
• 3.2.1 高速開(kāi)關(guān)閥輸出流量特性研究42-43
• 3.2.2 高速開(kāi)關(guān)閥流量補(bǔ)償控制43-44
• 3.2.3 新型分段式PWM補(bǔ)償控制44-46
• 3.3 本章小結(jié)46-47
• 第四章 PID控制和基于模糊切換的自調(diào)整模糊PID復(fù)合控制的仿真研究47-66
• 4.1 氣動(dòng)系統(tǒng)控制方式分析47-48
• 4.2 控制系統(tǒng)的衡量標(biāo)準(zhǔn)48-49
• 4.3 常規(guī)PID控制器原理介紹49-55
• 4.3.1 PID控制的基本原理49-50
• 4.3.2 數(shù)字PID控制算法50-51
• 4.3.3 數(shù)字PID控制器的采樣周期選定51-52
• 4.3.4 PID控制參數(shù)整定52-53
• 4.3.5 基于PID控制的Simulink仿真53-55
• 4.4 基于模糊切換的自調(diào)整模糊PID復(fù)合控制55-64
• 4.4.1 模糊控制概述55
• 4.4.2 模糊控制的基本原理55-56
• 4.4.3 模糊控制器的設(shè)計(jì)與分析56-57
• 4.4.4 模糊控制器設(shè)計(jì)的方法57-60
• 4.4.5 自調(diào)整模塊的設(shè)計(jì)60-61
• 4.4.6 模糊切換模塊的設(shè)計(jì)61-63
• 4.4.7 基于模糊切換的自調(diào)整模糊PID復(fù)合控制的Simulink仿真63-64
• 4.5 仿真結(jié)果分析64-65
• 4.6 本章小結(jié)65-66
• 第五章 聯(lián)合仿真研究66-74
• 5.1 AMESim仿真軟件簡(jiǎn)介66
• 5.2 Matlab/Simulink軟件介紹66-67
• 5.3 聯(lián)合仿真67-73
• 5.3.1 氣動(dòng)系統(tǒng)的AMESim模型67-69
• 5.3.2 基于AMESim和Simulink的高速開(kāi)關(guān)閥控氣缸聯(lián)合仿真研究69-71
• 5.3.3 不同參數(shù)下的仿真結(jié)果分析71-73
• 5.4 本章小結(jié)73-74
• 總結(jié)與展望74-75
• 1 總結(jié)74
• 2 展望74-75
• 參考文獻(xiàn)75-78
• 致謝78-79
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄79

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 高欽和;劉志浩;宋海洲;于傳強(qiáng);;基于高速開(kāi)關(guān)閥的液壓缸速度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];流體傳動(dòng)與控制;2013年02期

2 王素青;姜維福;;基于MATLAB/Simulink的PID參數(shù)整定[J];自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用;2009年03期

3 趙運(yùn)才;蔡偉松;李偉;;摩擦學(xué)的研究與發(fā)展[J];江西理工大學(xué)學(xué)報(bào);2007年03期

4 高彬娜;;數(shù)字PID控制在運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J];中國(guó)電子科學(xué)研究院學(xué)報(bào);2006年06期

5 楊麗紅,劉成良,葉騫;多變指數(shù)在放出法中的應(yīng)用[J];機(jī)床與液壓;2005年08期

6 林銳,胡俐娟,明仁雄,方健家;PWM高速開(kāi)關(guān)閥的研制與應(yīng)用[J];閥門(mén);2004年06期

7 李謹(jǐn),鄧衛(wèi)華;AMESim與MATLAB/Simulink聯(lián)合仿真技術(shù)及應(yīng)用[J];情報(bào)指揮控制系統(tǒng)與仿真技術(shù);2004年05期

8 賈光政,王宣銀,吳根茂;超高壓大流量氣動(dòng)開(kāi)關(guān)閥的原理和動(dòng)態(tài)特性研究[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2004年05期

9 李林,彭光正,王雪松;氣管道流量特性參數(shù)的分析研究(一)[J];液壓與氣動(dòng);2004年04期

10 王祖溫,楊慶俊;氣壓位置控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀及展望[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2003年12期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 路波;零重力環(huán)境模擬氣動(dòng)懸掛系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2009年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前7條

1 史得力;氣壓位置伺服系統(tǒng)摩擦力因素影響及抑制研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

2 趙飛;基于AMESim的氣動(dòng)系統(tǒng)建模與仿真技術(shù)研究[D];燕山大學(xué);2010年

3 李瑞霞;智能PID整定方法的仿真與實(shí)驗(yàn)研究[D];太原理工大學(xué);2007年

4 金平;起落架磁流變減震器控制算法及電路研究[D];中國(guó)民航大學(xué);2007年

5 閔為;氣動(dòng)比例伺服系統(tǒng)控制算法及實(shí)驗(yàn)研究[D];重慶大學(xué);2006年

6 曹會(huì)發(fā);智能閥門(mén)伺服定位系統(tǒng)的研究[D];浙江大學(xué);2006年

7 謝祖剛;氣缸低速摩擦特性的研究[D];浙江大學(xué);2003年

，

本文編號(hào)：1089329