本文關(guān)鍵詞：某液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)的建模仿真與控制研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：某液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)的電液伺服系統(tǒng)主要用于控制液壓缸位移。電液伺服系統(tǒng)具有功率大、響應(yīng)快、抗干擾能力強(qiáng)及控制精度高等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用在國(guó)防和工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域。電液伺服系統(tǒng)屬于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的機(jī)、電、液多耦合的復(fù)雜系統(tǒng),其普遍存在時(shí)變性、死區(qū)、非線性等特點(diǎn),難以建立精確模型。針對(duì)某液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)電液伺服系統(tǒng)的這些特性,本文選擇小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID作為主控制器,并將灰色預(yù)測(cè)應(yīng)用在液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)的反饋回路,利用灰色預(yù)測(cè)對(duì)系統(tǒng)控制進(jìn)行反饋補(bǔ)償,能夠有效降低系統(tǒng)的時(shí)變及非線性,優(yōu)化主控制器對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)的控制效果,實(shí)現(xiàn)液壓缸位置的精確控制。本論文主要完成的幾個(gè)方面的工作：首先分析了液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)的組成及工作原理,對(duì)其液壓元件參數(shù)進(jìn)行介紹,并推導(dǎo)液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)總傳遞函數(shù)。建立液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)的AMESim模型,并設(shè)計(jì)聯(lián)合仿真接口模塊。其次對(duì)灰色系統(tǒng)理論進(jìn)行介紹,分析了如何利用灰色預(yù)測(cè)模型來(lái)預(yù)測(cè)液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)輸出,同時(shí)實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)不同控制階段自動(dòng)調(diào)節(jié)預(yù)測(cè)步長(zhǎng),提升預(yù)測(cè)精度,對(duì)其預(yù)測(cè)效果進(jìn)行驗(yàn)證。然后在Simulink環(huán)境中設(shè)計(jì)完成變步長(zhǎng)灰色預(yù)測(cè)小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器,并配合AMESim中建立的液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)模型完成聯(lián)合仿真。并將其控制效果小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器及定步長(zhǎng)灰色預(yù)測(cè)小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器進(jìn)行比較,分析本文所設(shè)計(jì)的控制器對(duì)某液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)的控制效果。最后在建立半實(shí)物仿真平臺(tái),驗(yàn)證此控制器在實(shí)際液壓系統(tǒng)中的控制效果,通過(guò)在Simulink所完成的控制器,利用數(shù)據(jù)采集卡、DAQ工具箱及實(shí)時(shí)仿真方式在液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)中實(shí)現(xiàn)液壓缸位移的控制。分析聯(lián)合仿真結(jié)果以及半實(shí)物仿真結(jié)果得出,相比于小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器及定步長(zhǎng)灰色預(yù)測(cè)小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器,變步長(zhǎng)灰色預(yù)測(cè)小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器在響應(yīng)速度、控制精度等方面都獲得了更好的控制效果,達(dá)到了系統(tǒng)性能要求。
【關(guān)鍵詞】：電液伺服系統(tǒng) 小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 灰色預(yù)測(cè) 聯(lián)合仿真
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH137
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-11
• 1 緒論11-16
• 1.1 課題背景11-12
• 1.2 電液伺服系統(tǒng)的性能12-13
• 1.2.1 伺服系統(tǒng)的基本特性12
• 1.2.2 影響電液伺服系統(tǒng)性能的主要因素12-13
• 1.3 國(guó)內(nèi)外電液伺服系統(tǒng)的發(fā)展及現(xiàn)狀13-14
• 1.4 電液伺服系統(tǒng)的控制策略14-15
• 1.5 論文的主要內(nèi)容15-16
• 2 液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)介紹16-28
• 2.1 液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)電液伺服系統(tǒng)16-20
• 2.1.1 液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)工作方式簡(jiǎn)介16
• 2.1.2 主要硬件組成16-17
• 2.1.3 電液伺服系統(tǒng)的組成和工作原理17-18
• 2.1.4 系統(tǒng)的主要液壓元件介紹18-20
• 2.2 液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)20-24
• 2.2.1 伺服閥流量方程21
• 2.2.2 液壓缸流量方程21-22
• 2.2.3 負(fù)載力與液壓缸輸出力平衡方程22-23
• 2.2.4 系統(tǒng)的總傳遞函數(shù)23-24
• 2.3 基于Simulink及AMESim的聯(lián)合仿真24-27
• 2.3.1 系統(tǒng)的聯(lián)合仿真24-25
• 2.3.2 系統(tǒng)的AMESim模型25-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 3 變步長(zhǎng)灰色預(yù)測(cè)控制28-39
• 3.1 灰色系統(tǒng)理論28-30
• 3.1.1 灰色系統(tǒng)理論28-29
• 3.1.2 灰色系統(tǒng)理論基本原理29
• 3.1.3 灰色序列生成算子29-30
• 3.2 灰色預(yù)測(cè)30-33
• 3.2.1 GM(1,1)模型的定義型31
• 3.2.2 改進(jìn)的GM(1,1)模型31-32
• 3.2.3 等維新息模型32-33
• 3.3 預(yù)測(cè)步長(zhǎng)自適應(yīng)33-35
• 3.3.1 預(yù)測(cè)步長(zhǎng)不同的效果分析33-34
• 3.3.2 預(yù)測(cè)步長(zhǎng)的選取34-35
• 3.4 變步長(zhǎng)灰色預(yù)測(cè)控制35-38
• 3.4.1 基于變步長(zhǎng)灰色預(yù)測(cè)的控制流程35-36
• 3.4.2 變步長(zhǎng)灰色預(yù)測(cè)效果驗(yàn)證36-38
• 3.4.3 變步長(zhǎng)灰色預(yù)測(cè)控制38
• 3.5 本章小結(jié)38-39
• 4 控制器設(shè)計(jì)與聯(lián)合仿真39-55
• 4.1 小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器39-45
• 4.1.1 控制器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)39-40
• 4.1.2 小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)的確定40-41
• 4.1.3 小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)算法41-42
• 4.1.4 小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器42-45
• 4.2 變步長(zhǎng)灰色預(yù)測(cè)小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制系統(tǒng)45-50
• 4.2.1 變步長(zhǎng)灰色預(yù)測(cè)器46-49
• 4.2.2 仿真模型搭建49-50
• 4.3 系統(tǒng)仿真效果分析50-54
• 4.3.1 系統(tǒng)輸入階躍信號(hào)時(shí)仿真效果分析51-52
• 4.3.2 系統(tǒng)輸入正弦信號(hào)時(shí)仿真效果分析52-54
• 4.4 本章小結(jié)54-55
• 5 半實(shí)物液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)控制研究55-69
• 5.1 電液伺服系統(tǒng)的半實(shí)物仿真55-56
• 5.1.1 半實(shí)物仿真概念55-56
• 5.1.2 搭建半實(shí)物電液伺服系統(tǒng)56
• 5.2 液壓實(shí)物系統(tǒng)56-61
• 5.2.1 液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)概述56-58
• 5.2.2 比例閥控液壓缸回路介紹58-61
• 5.3 計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)61-64
• 5.3.1 Simulink仿真接口61-63
• 5.3.2 Simulink模塊搭建63-64
• 5.4 控制效果研究64-67
• 5.4.1 系統(tǒng)輸入階躍信號(hào)時(shí)仿真效果分析64-66
• 5.4.2 系統(tǒng)輸入正弦信號(hào)時(shí)仿真效果分析66-67
• 5.5 聯(lián)合仿真與半實(shí)物仿真總結(jié)67-68
• 5.6 本章小結(jié)68-69
• 6 結(jié)論69-70
• 致謝70-71
• 參考文獻(xiàn)71-75
• 附錄75

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本文編號(hào)：434429