本文選題：彈性負(fù)載 + 被動式力加載裝置�。� 參考：《武漢科技大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：被動式力加載裝置可以在實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境下為實(shí)驗(yàn)對象提供各種所需的加載力。如在船舶舵機(jī)的控制中被用來模擬水下液流產(chǎn)生的負(fù)載力。得益于電液伺服控制的輸出力大、時間常數(shù)低、反應(yīng)快、精度高和容易控制等優(yōu)點(diǎn),實(shí)驗(yàn)環(huán)境下越來越多采用電液方式來加載。本文以電液伺服位置系統(tǒng)為研究基礎(chǔ),尋求一種能夠?qū)崟r模擬與其位置相對應(yīng)的彈性力被動式力加載裝置。而電液被動式力加載裝置的加載性能主要受加載系統(tǒng)本身固有特性以及承載系統(tǒng)自身的位置擾動造成的多余力的影響。經(jīng)過對大量文獻(xiàn)資料的研讀,在文中對目前國內(nèi)外學(xué)者在被動式電液力加載系統(tǒng)研究上的成果進(jìn)行了介紹。由此也明確了本文的研究重點(diǎn)。首先,為解決被動式力加載裝置中制約其加載性能的最關(guān)鍵因素即多余力的問題,根據(jù)液壓橋路及液阻理論,提出一種帶有電液伺服式補(bǔ)償閥的彈性力負(fù)載模擬器。通過加入一個伺服式補(bǔ)償閥,用于排出位置擾動引起的強(qiáng)迫流量,來克服了多余力,據(jù)此建立其完成的物理模型和系統(tǒng)原理圖。其次,充分考慮位置系統(tǒng)和力加載系統(tǒng)的相互耦合、相互影響的特點(diǎn),選取適當(dāng)?shù)囊簤涸_定元件參數(shù),并建立其數(shù)學(xué)模型。在此基礎(chǔ)上,對該模型進(jìn)行深入討論,確定多余力產(chǎn)生的基本原理,論證文中所述抑制多余力方法的有效性。在Simulink環(huán)境下進(jìn)行建模仿真,通過仿真實(shí)驗(yàn)證明本文所述的補(bǔ)償方案能夠較為準(zhǔn)確的復(fù)現(xiàn)指令力,對多余力的抑制也有良好表現(xiàn),幅值誤差低于1.3%,相位滯后約為0.03s。最后,從系統(tǒng)的控制策略著手進(jìn)行優(yōu)化,利用模糊PID對電液位置系統(tǒng)進(jìn)行控制,以提高位置系統(tǒng)響應(yīng)速度和位置精準(zhǔn)度。利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID對力加載系統(tǒng)進(jìn)行控制,最大限度的加快響應(yīng)時間并有效的抑制超調(diào)及多余力。通過控制策略的優(yōu)化,使得系統(tǒng)的幅值誤差降低至1%,相位滯后減小到為0.02s以下。提升了本文所述被動式力加載裝置的跟蹤指令的精度和穩(wěn)定性。
[Abstract]:The passive force loading device can provide all kinds of required loading forces for the experimental object in the laboratory environment. Such as in the control of ship steering gear is used to simulate the load generated by underwater fluid flow. Due to the advantages of high output force, low time constant, fast reaction, high precision and easy control of electro-hydraulic servo control, more and more electro-hydraulic loading methods are used in the experimental environment. Based on the research of electro-hydraulic servo position system, a passive force loading device with elastic force corresponding to its position can be simulated in real time in this paper. The loading performance of the electro-hydraulic passive force loading device is mainly affected by the inherent characteristics of the loading system and the redundant force caused by the position disturbance of the loading system itself. After reading a lot of literature, this paper introduces the research achievements of passive electro-hydraulic loading system at home and abroad. Therefore, the research focus of this paper is also clear. Firstly, in order to solve the problem of redundant force which is the most critical factor that restricts the loading performance of passive force loading device, an elastic force load simulator with electro-hydraulic servo compensation valve is proposed according to hydraulic bridge and hydraulic resistance theory. By adding a servo compensation valve to remove the forced flow caused by the position disturbance, the physical model and the system schematic diagram of the multiple Yu Li are established. Secondly, considering the mutual coupling and interaction between the position system and the force loading system, the appropriate hydraulic components are selected to determine the component parameters and their mathematical models are established. On this basis, the model is discussed in depth, the basic principle of multiple Yu Li generation is determined, and the effectiveness of the proposed method for suppressing multiple Yu Li is demonstrated. In the Simulink environment, the simulation results show that the compensation scheme described in this paper can accurately reproduce the command force and suppress the redundant force. The amplitude error is less than 1.3 and the phase lag is about 0.03s. Finally, the control strategy of the system is optimized, and the electro-hydraulic position system is controlled by fuzzy pid in order to improve the response speed and accuracy of the position system. BP neural network pid is used to control the force loading system, which can speed up the response time and effectively suppress overshoot and multiple Yu Li. By optimizing the control strategy, the amplitude error of the system is reduced to 1 and the phase lag is reduced to less than 0.02 s. The accuracy and stability of the tracking instruction of the passive force loading device described in this paper are improved.
【學(xué)位授予單位】：武漢科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH137

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本文編號：2033281