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閥控缸電液速度伺服系統(tǒng)控制精度補(bǔ)償?shù)难芯?/H1>
發(fā)布時間:2020-03-25 03:03
【摘要】:電液伺服系統(tǒng)是液壓技術(shù)的一個重要分支,近年來,對電液伺服系統(tǒng)的研究一般都是關(guān)于位置控制及力控制,使得這兩方面得到了較好的發(fā)展。而在閥控液壓缸電液伺服系統(tǒng)中,常常也需要用到速度信號對負(fù)載進(jìn)行控制。因?yàn)橐簤焊淄瓿傻氖且粋直線運(yùn)動,所以可以采用位移傳感器測得的位置信號微分來獲取控制速度。但實(shí)際當(dāng)中傳感器測得的位置信號往往存在一定的噪聲干擾信號,經(jīng)過微分后會使噪聲信號放大,使系統(tǒng)的速度控制精度不足。因而本文以電液速度伺服系統(tǒng)速度為研究對象,對系統(tǒng)的速度控制精度進(jìn)行補(bǔ)償。主要研究內(nèi)容如下:(1)電液速度伺服系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的推導(dǎo)及對噪聲干擾下的電液伺服系統(tǒng)的輸出速度進(jìn)行補(bǔ)償。本文是在系統(tǒng)中位置信號精度較好的情況下研究幅值較小的噪聲放大后對速度信號的影響,所以首先通過建立仿真模型得到一個系統(tǒng)響應(yīng)較好的電液速度伺服系統(tǒng),對系統(tǒng)輸出的位置信號分別在無噪聲干擾和微小噪聲的干擾兩種情況下,微分得到的速度信號進(jìn)行分析研究,之后對于受噪聲放大干擾的速度信號本文采用了具有低通濾波器作用的速度觀測器對速度進(jìn)行觀測,還在此基礎(chǔ)上使用PI控制器對用觀測后的速度進(jìn)行閉環(huán)補(bǔ)償,建立了Luenberger速度觀測器。并對兩種方法分別研究分析,驗(yàn)證了對系統(tǒng)速度控制精度補(bǔ)償?shù)挠行浴?2)基于自抗擾控制技術(shù)建立了能夠消除噪聲放大信號的電液速度伺服系統(tǒng)。采用了自抗擾控制技術(shù)中當(dāng)輸出信號受到噪聲干擾時所用的擴(kuò)張狀態(tài)觀測器模型,利用此模型中的跟蹤微分器對受噪聲放大信號影響的速度信號進(jìn)行濾波,然后構(gòu)成了具有抗噪聲和自抗擾能力的電液速度伺服系統(tǒng)。使電液速度伺服系統(tǒng)的速度精度得到了很好地補(bǔ)償和控制。(3)在閥控液壓缸實(shí)驗(yàn)臺上進(jìn)行實(shí)驗(yàn),分別利用低通濾波的速度觀測器,Luenberger速度觀測器對電液速度伺服系統(tǒng)的速度控制信號進(jìn)行補(bǔ)償,證明了補(bǔ)償方法的有效性,并且驗(yàn)證了采用自抗擾控制技術(shù)進(jìn)行控制的電液速度伺服系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對伺服速度的精確控制。
【圖文】:

液壓缸,實(shí)物,數(shù)學(xué)模型


2.1 引言控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立是控制設(shè)計的首要問題。我們想要仿真分析首先要得到系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。所謂系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型就是系統(tǒng)的物理表達(dá)式,將物理系統(tǒng)在信號傳遞過程中的特性用數(shù)學(xué)表達(dá)式描述出來,就得到了組成物理系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型[23]?刂葡到y(tǒng)的數(shù)學(xué)模型是系統(tǒng)分析和設(shè)計的基礎(chǔ),我們需要在此基礎(chǔ)上對控制系統(tǒng)進(jìn)行分析、研究,進(jìn)而得到系統(tǒng)的控制及補(bǔ)償方法,解決系統(tǒng)中的問題。因此本章將建立閥控缸電液速度伺服系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,為接下來系統(tǒng)仿真、控制補(bǔ)償方法的研究以及實(shí)驗(yàn)做好準(zhǔn)備。2.2 閥控非對稱液壓缸的理論建模實(shí)驗(yàn)室用液壓缸實(shí)物圖如圖 2-1 所示,兩個非對稱缸對稱的安裝在液壓元件及系統(tǒng)綜合創(chuàng)新平臺上,內(nèi)置磁致伸縮式位移傳感器,兩邊裝有電液伺服閥對其進(jìn)行控制,實(shí)驗(yàn)時需要其中一個液壓缸來分析研究。

閥控非對稱缸,液壓系統(tǒng)圖


第 2 章 閥控非對稱液壓缸模型建立回動作時,由于非對稱缸兩腔的有效作用面積不等運(yùn)動方向有關(guān)[24-25]。因此,閥的數(shù)學(xué)建模也會有所流量方程時,做如下的條件假設(shè):閥芯是零開口四邊滑閥,其上的四個節(jié)流窗口匹配而在節(jié)流窗口處以紊流的狀態(tài)流動;的響應(yīng)是理想的,即對于閥芯移動時相應(yīng)的流量變化源系統(tǒng)是理想的,能夠提供恒定的供油壓力SP ,,且回液壓活塞桿外伸情況進(jìn)行分析,閥控非對稱缸系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】:燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2019
【分類號】:TP273;TH137.9

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