本文關鍵詞：二通插裝式比例節(jié)流閥自抗擾控制方法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著我國在航空航天、機床、冶金、能源、石化、船舶等工業(yè)領域的不斷發(fā)展和進步,對重型機械設備的需求和現(xiàn)代化水平的要求越來越高。插裝式比例節(jié)流閥作為大中型液壓系統(tǒng)的關鍵控制元件之一,其性能直接決定了液壓系統(tǒng)的動態(tài)品質(zhì)和穩(wěn)態(tài)特性。深入研究高性能的插裝式比例節(jié)流閥的位置控制特性及控制策略,對提高整閥性能具有重要意義。插裝式比例節(jié)流閥的控制精度受放大器和比例電磁鐵的非線性、閥芯制造誤差以及摩擦力、液動力等因素的影響,動態(tài)品質(zhì)有待提升。在高壓大流量工況下,當插裝式比例節(jié)流閥在負載壓力突變時,應具備閥芯位置超調(diào)量小,流量受負載壓力影響小,抗干擾能力強等性能。為保證上述性能,如何提高閥的響應速度,克服液動力對主閥芯的影響,保持主閥芯位置的重復性和控制的穩(wěn)定性是需要解決的問題。針對上述問題,本文主要展開以下研究工作:(1)插裝式比例節(jié)流閥電液位置伺服控制系統(tǒng)建模及特性分析。采用機理建模的方法對插裝式比例節(jié)流閥進行建模,得到其剛度模型,通過對剛度模型的分析得出插裝式比例節(jié)流閥的剛度特性與系統(tǒng)的控制精度、抗干擾性之間的關系。液動力作為插裝閥主要的干擾來源,本文借助CFD仿真軟件得到液動力的變化趨勢,對液動力做出有效的評估,為后續(xù)控制策略的選擇奠定基礎。(2)針對插裝式比例節(jié)流閥響應速度慢、液動力干擾和流量調(diào)節(jié)剛性差的問題,提出自抗擾的控制策略。在充分了解自抗擾控制理論的基礎上,為改善系統(tǒng)性能并設計準確的控制器,采用系統(tǒng)辨識的方法得到插裝式比例節(jié)流閥準確的數(shù)學模型。借助MATLAB/Simulink軟件搭建插裝式比例節(jié)流閥自抗擾控制仿真模型,進行仿真分析。針對隨機干擾下系統(tǒng)響應曲線存在高頻振蕩的現(xiàn)象,對自抗擾控制器進行了改進。從系統(tǒng)參數(shù)變化、抗干擾能力等方面,對改進的自抗擾控制器與PID控制器的控制性能進行了分析比較。(3)對插裝式比例節(jié)流閥的控制特性進行實驗研究。介紹插裝式比例節(jié)流閥的實驗系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。借助d SPACE控制器完成數(shù)據(jù)的采集工作。實驗系統(tǒng)主要對主閥的自抗擾控制和PID控制進行比較分析,通過實驗驗證控制算法的理論正確性,為自抗擾控制方法在插裝式比例節(jié)流閥的位置閉環(huán)控制系統(tǒng)中的應用提供指導。
【關鍵詞】：插裝式比例節(jié)流閥 MATLAB/Simulink軟件 自抗擾控制 PID控制 魯棒性 d SPACE控制器
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH137.52
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-22
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義11-13
• 1.1.1 課題來源11
• 1.1.2 課題研究背景11-13
• 1.1.3 研究目的和意義13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-18
• 1.2.1 插裝式比例節(jié)流閥國外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.2 插裝式比例節(jié)流閥國內(nèi)研究現(xiàn)狀16-18
• 1.2.3 市場需求18
• 1.3 自抗擾控制研究現(xiàn)狀18-20
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容20-22
• 第2章 插裝式比例節(jié)流閥基礎理論研究22-41
• 2.1 引言22
• 2.2 插裝式比例節(jié)流閥結(jié)構及原理22-24
• 2.3 插裝式比例節(jié)流閥建模研究24-27
• 2.3.1 位移傳感器24
• 2.3.2 比例閥流量方程24-25
• 2.3.3 比例閥閥芯位移與電壓的傳遞函數(shù)25-26
• 2.3.4 主閥建模26-27
• 2.4 插裝式比例節(jié)流閥位置控制系統(tǒng)數(shù)學模型27-30
• 2.4.1 控制框圖27-28
• 2.4.2 插裝式比例節(jié)流閥位置控制系統(tǒng)傳遞函數(shù)28-30
• 2.5 插裝式比例節(jié)流閥剛度分析30-35
• 2.5.1 系統(tǒng)參數(shù)對主閥位置剛度的影響30-31
• 2.5.2 插裝式比例節(jié)流閥剛性分析31-32
• 2.5.3 插裝閥動剛度分析32-35
• 2.6 主閥.液動力CFD分析35-40
• 2.6.1 液動力理論計算36-38
• 2.6.2 網(wǎng)格劃分和邊界條件設置38-39
• 2.6.3 流場仿真分析39-40
• 2.7 本章小結(jié)40-41
• 第3章 插裝式比例節(jié)流閥自抗擾控制方法研究41-68
• 3.1 引言41
• 3.2 自抗擾控制器的結(jié)構分析與設計41-43
• 3.2.1 基本原理41-43
• 3.2.2 自抗擾控制器的設計步驟43
• 3.3 自抗擾控制器組成部分43-48
• 3.3.1 自抗擾控制(ADRC)結(jié)構組成43-44
• 3.3.2 跟蹤微分器44-48
• 3.4 擴張狀態(tài)觀測器48-51
• 3.5 非線性反饋控制律51
• 3.6 插裝式比例節(jié)流閥位置控制系統(tǒng)自抗擾控制器設計51-57
• 3.6.1 插裝式比例節(jié)流閥系統(tǒng)辨識53
• 3.6.2 辨識的基本原理53-55
• 3.6.3 辨識過程55-56
• 3.6.4 模型驗證56-57
• 3.7 插裝式比例節(jié)流閥自抗擾控制器設計算法57-58
• 3.8 控制器仿真模型建立58-65
• 3.8.1 非線性函數(shù)建模59
• 3.8.2 跟蹤微分器建模59-62
• 3.8.3 擴張狀態(tài)觀測器建模62
• 3.8.4 非線性反饋控制建模62-63
• 3.8.5 自抗擾控制器的整體模型63-65
• 3.9 自抗擾控制器參數(shù)整定原則65-67
• 3.10 本章小結(jié)67-68
• 第4章 插裝式比例節(jié)流閥自抗擾控制仿真研究68-81
• 4.1 引言68
• 4.2 自抗擾控制器各組成部分仿真分析68-71
• 4.3 自抗擾控制JITTER現(xiàn)象71-73
• 4.3.1 系統(tǒng)仿真分析71
• 4.3.2 改進的fal函數(shù)仿真分析71-73
• 4.3.3 主級插裝閥的仿真分析73
• 4.4 主閥自抗擾控制和PID控制魯棒性仿真分析73-80
• 4.4.1 系統(tǒng)參數(shù)變化的魯棒性74-76
• 4.4.2 自抗擾控制器參數(shù)變化的影響76-78
• 4.4.3 主閥自抗擾控制和PID控制抗干擾仿真研究78-80
• 4.5 本章小結(jié)80-81
• 第5章 插裝式比例節(jié)流閥自抗擾控制實驗研究81-97
• 5.1 引言81
• 5.2 插裝式比例節(jié)流閥實驗平臺介紹81-87
• 5.2.1 插裝式比例節(jié)流閥主閥組成介紹81-82
• 5.2.2 液壓系統(tǒng)硬件組成82-86
• 5.2.3 d SPACE平臺概述86-87
• 5.3 實驗方案87-90
• 5.3.1 實驗步驟87
• 5.3.2 d SPACE平臺控制器設計87-90
• 5.4 插裝式比例節(jié)流閥實驗研究90-96
• 5.4.1 主閥自抗擾控制和PID控制實驗研究90-91
• 5.4.2 插裝式比例節(jié)流閥滯環(huán)特性試驗研究91-92
• 5.4.3 自抗擾控制器參數(shù)變化對主閥性能的影響92-93
• 5.4.4 主閥自抗擾控制和PID控制抗干擾試驗研究93-96
• 5.5 本章小結(jié)96-97
• 結(jié)論97-100
• 參考文獻100-106
• 攻讀碩士學位期間承擔的科研任務與主要成果106-107
• 致謝107-108
• 作者簡介108

【參考文獻】

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  本文關鍵詞：二通插裝式比例節(jié)流閥自抗擾控制方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：277029