本文關鍵詞：基于兩位開關閥的數(shù)字閥控制技術研究

  更多相關文章： 數(shù)字流量控制單元 數(shù)字閥 數(shù)字閥控缸系統(tǒng) 代價函數(shù) 前饋控制

【摘要】：數(shù)字化革命在電子、通訊、控制和信息等領域已經(jīng)取得了巨大的成功,它對液壓控制技術的發(fā)展也產(chǎn)生了巨大影響。數(shù)字化液壓技術已成為流體傳動與控制領域的一個全新研究方向�；趦晌婚_關閥的數(shù)字閥控制技術是實現(xiàn)液壓伺服控制的一種新方法,高性價比和可靠性使得這種方案尤其適合應用在對控制精度要求不高但是工作環(huán)境比較惡劣的液壓控制系統(tǒng)中。本文對基于兩位開關閥的數(shù)字閥進行了系統(tǒng)的研究。首先從局部到整體,對兩位開關閥、數(shù)字流量控制單元、數(shù)字閥的原理和特性分別進行分析。對兩位開關閥的研究主要包括結構分析、建模仿真和動靜態(tài)特性分析,以HSV系列高速開關閥為例,通過機理建模建立了開關閥的數(shù)學模型,在此基礎上對開關閥的開關特性進行分析;對數(shù)字流量控制單元的研究從構成方式、編碼方式、動靜態(tài)特性等方面展開,重點分析了數(shù)字流量控制單元流量沖擊的產(chǎn)生原因和減小方法;對數(shù)字閥的研究主要包括不同構成方式的比較和動靜態(tài)特性分析,靜態(tài)特性的研究包括空載流量特性,動態(tài)特性的研究通過AMESim進行仿真實驗,分析了開關閥頻率對數(shù)字閥頻率響應的影響。然后結合數(shù)字閥控缸系統(tǒng)的結構特點,研究了基于代價函數(shù)的開環(huán)控制、PID控制、前饋控制三種控制方式,利用AMESim和Matlab聯(lián)合仿真比較三種控制方式之間的優(yōu)缺點。基于代價函數(shù)的開環(huán)控制方式能基本實現(xiàn)非對稱缸位置控制系統(tǒng)速度和壓力的同時控制,但是由于流量沖擊的存在,會有較大的跟蹤誤差;PID控制結構簡單,能夠得到較好的位置跟蹤效果;前饋控制的基本思想就是將基于代價函數(shù)的開環(huán)控制作為前饋量引入到閉環(huán)控制器中,相比于閉環(huán)控制,前饋控制能顯著的提高系統(tǒng)控制精度。最后通過基于LABVIEW的實驗系統(tǒng),驗證了課題的可行性。
【關鍵詞】：數(shù)字流量控制單元 數(shù)字閥 數(shù)字閥控缸系統(tǒng) 代價函數(shù) 前饋控制
【學位授予單位】：北京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH137.52
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 第1章 緒論11-21
• 1.1 課題的研究背景11-12
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀12-19
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.2 國內研究現(xiàn)狀15-17
• 1.2.3 存在問題17-19
• 1.3 課題研究意義19
• 1.4 論文研究的主要內容19-21
• 第2章 兩位開關閥原理與特性分析21-32
• 2.1 開關閥種類21-22
• 2.1.1 按工作頻率分類21
• 2.1.2 按閥芯結構分類21-22
• 2.1.3 按電-機械轉換裝置分類22
• 2.2 開關閥工作原理22-24
• 2.3 高速開關閥數(shù)學模型24-27
• 2.3.1 高速開關閥機液部分模型24-25
• 2.3.2 高速開關閥電磁部分模型25-26
• 2.3.3 高速開關閥數(shù)學模型26-27
• 2.4 高速開關閥AMESim建模27-28
• 2.5 開關閥動靜態(tài)特性分析28-31
• 2.5.1 靜態(tài)特性分析28-29
• 2.5.2 動態(tài)特性分析29-31
• 2.6 本章小結31-32
• 第3章 數(shù)字流量控制單元原理與特性分析32-43
• 3.1 數(shù)字流量控制單元構成方式32-33
• 3.2 編碼方式33-35
• 3.2.1 二進制編碼33
• 3.2.2 脈沖數(shù)編碼33-34
• 3.2.3 斐波那契數(shù)列編碼34
• 3.2.4 混合編碼34
• 3.2.5 不同編碼方式比較34-35
• 3.3 靜態(tài)特性分析35-37
• 3.3.1 輸出離散性35-36
• 3.3.2 步長不確定性36-37
• 3.4 動態(tài)特性分析37-42
• 3.4.1 控制基元特性分析37-38
• 3.4.2 瞬態(tài)不確定性38-39
• 3.4.3 流量沖擊減小方法39-42
• 3.5 本章小結42-43
• 第4章 數(shù)字閥原理與特性分析43-50
• 4.1 數(shù)字閥構建方案比較43-44
• 4.2 數(shù)字閥靜態(tài)特性44
• 4.2.1 空載流量特性44
• 4.3 數(shù)字閥動態(tài)特性44-49
• 4.3.1 仿真模型45-46
• 4.3.2 仿真參數(shù)46
• 4.3.3 階躍響應46-47
• 4.3.4 頻率響應47-49
• 4.4 本章小結49-50
• 第5章 基于數(shù)字閥的控制方法研究50-62
• 5.1 基于數(shù)字閥的位置控制系統(tǒng)50
• 5.2 基于代價函數(shù)的開環(huán)控制方法50-57
• 5.2.1 速度和壓力的同時獨立控制51-53
• 5.2.2 基于代價函數(shù)的控制方法步驟53-55
• 5.2.3 AMESim和Simulink聯(lián)合仿真55-56
• 5.2.4 基于代價函數(shù)的開環(huán)控制控制效果56-57
• 5.3 閉環(huán)控制57-60
• 5.3.1 PID控制器57-58
• 5.3.2 臨界比例度法調節(jié)PID參數(shù)58-59
• 5.3.3 PID控制效果59-60
• 5.4 前饋控制60-61
• 5.4.1 前饋控制思路60
• 5.4.2 方法步驟60
• 5.4.3 前饋位置控制60-61
• 5.4.4 前饋控制的控制效果61
• 5.5 本章小結61-62
• 第6章 實驗62-75
• 6.1 實驗系統(tǒng)框圖62-63
• 6.2 系統(tǒng)硬件組成63-65
• 6.2.1 控制器63
• 6.2.2 數(shù)據(jù)采集卡63
• 6.2.3 驅動電路63-64
• 6.2.4 數(shù)字流量控制單元64
• 6.2.5 流量計64-65
• 6.3 基于LABVIEW的軟件系統(tǒng)65-69
• 6.3.1 LABVIEW65
• 6.3.2 流程圖65-66
• 6.3.3 軟件界面66
• 6.3.4 程序設計66-69
• 6.4 實驗結果69-74
• 6.4.1 節(jié)流孔流量實驗69-70
• 6.4.2 數(shù)字流量控制單元編碼方式實驗70-74
• 6.5 本章小結74-75
• 第7章 總結與展望75-77
• 7.1 研究總結75
• 7.2 相關工作展望75-77
• 參考文獻77-81
• 攻讀學位期間發(fā)表論文與研究成果清單81-82
• 致謝82

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 張春光;石淼;;基于嵌入式系統(tǒng)的PCM電液集成閥[J];電氣自動化;2004年06期

2 符欲梅,倪文波,昝昕武,唐中一;載波頻率對高速開關閥系統(tǒng)影響的實驗研究[J];機床與液壓;2000年01期

3 申水文,張建武,葛安林,羅邦杰;提高高速開關閥性能的仿真研究[J];機床與液壓;1998年05期

4 孔曉武;高速開關閥動態(tài)性能試驗裝置及其應用研究[J];機電工程;2005年08期

5 劉榮,王宣銀,吳根茂;廣義脈碼調制閥控制非對稱缸動力特性研究[J];中國機械工程;2004年02期

6 王宣銀,陶國良,陳大軍,丁凡,林建業(yè);PCM 閥及 PCM 閥控制液壓位置系統(tǒng)的模型簡化研究[J];重型機械;1997年04期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 劉衛(wèi)萍;高速開關閥先導控制的電液位置系統(tǒng)研究[D];湖南師范大學;2008年

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本文編號：746599