本文關(guān)鍵詞：變轉(zhuǎn)速液壓動(dòng)力源恒流量模糊控制方法研究

  更多相關(guān)文章： 變轉(zhuǎn)速液壓源 流量控制 模糊控制 永磁伺服電機(jī)

【摘要】：隨著電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展,變轉(zhuǎn)速泵控液壓動(dòng)力系統(tǒng)逐漸在工業(yè)應(yīng)用中得到廣泛應(yīng)用。變轉(zhuǎn)速泵控液壓系統(tǒng)通過(guò)電機(jī)變頻調(diào)速改變電機(jī)轉(zhuǎn)速,由于電機(jī)和液壓泵通過(guò)聯(lián)軸器連接,液壓泵輸入轉(zhuǎn)速跟著變化,齒輪泵的排量一定,泵的輸出流量隨著轉(zhuǎn)速線(xiàn)性變化,從而實(shí)現(xiàn)液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速控制的目的。盡管變轉(zhuǎn)速泵控液壓系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)速范圍寬、可靠性能好、節(jié)能環(huán)保、容易實(shí)現(xiàn)閉環(huán)精確控制的優(yōu)勢(shì),在大流量、大慣量系統(tǒng)大負(fù)載、大功率工況下表現(xiàn)出極大的應(yīng)用潛力;但在負(fù)載快速多變工況時(shí),負(fù)載變化時(shí)流量和壓力的強(qiáng)耦合特性使得流量控制不穩(wěn)定,系統(tǒng)動(dòng)靜態(tài)響應(yīng)特性和穩(wěn)態(tài)精度都比較低,采用簡(jiǎn)單PID線(xiàn)性控制器往往不能得到滿(mǎn)意的控制效果,因此從控制方法的角度提高系統(tǒng)動(dòng)靜態(tài)響應(yīng)特性具有很高的研究?jī)r(jià)值。本文針對(duì)模糊控制在變轉(zhuǎn)速液壓動(dòng)力系統(tǒng)不同典型工況下流量的精確控制進(jìn)行研究,研究結(jié)果表明:模糊控制也能做到和PID控制一樣,實(shí)現(xiàn)對(duì)變轉(zhuǎn)速液壓動(dòng)力源流量的精確控制,并且具有更好的穩(wěn)態(tài)精度,更加適用于負(fù)載工況連續(xù)變化的場(chǎng)合。本文主要研究工作如下:(1)針對(duì)變轉(zhuǎn)速液壓動(dòng)力系統(tǒng)的特點(diǎn),在動(dòng)力源恒流量控制的要求下,利用MATLAB仿真軟件分別對(duì)系統(tǒng)在不同典型工況下進(jìn)行PID控制和模糊控制仿真對(duì)比研究,得到仿真結(jié)果并對(duì)兩種方法進(jìn)行全面評(píng)價(jià);(2)詳細(xì)介紹變轉(zhuǎn)速泵控液壓動(dòng)力系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的硬件和軟件部分,在基于LabVIEW8.6的平臺(tái)下完成測(cè)控系統(tǒng)控制程序的編寫(xiě);(3)在基于虛擬儀器測(cè)控平臺(tái)的液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行典型工況下永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)的液壓動(dòng)力源流量控制實(shí)驗(yàn),對(duì)不同控制策略下液壓動(dòng)力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性和穩(wěn)態(tài)精度進(jìn)行了全面評(píng)價(jià)。(4)直接以液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速作為被控對(duì)象,編程實(shí)現(xiàn)變轉(zhuǎn)速泵控馬達(dá)系統(tǒng)的馬達(dá)轉(zhuǎn)速模糊控制,證明了模糊控制在馬達(dá)轉(zhuǎn)速精確控制中的可行性。
【關(guān)鍵詞】：變轉(zhuǎn)速液壓源 流量控制 模糊控制 永磁伺服電機(jī)
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TH137
【目錄】：

• 摘要4-5
• abstract5-9
• 第一章 緒論9-16
• 1.1 課題研究的目的和意義9
• 1.2 電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)9-11
• 1.2.1 變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展10
• 1.2.2 變頻調(diào)速技術(shù)的基本原理10-11
• 1.3 變轉(zhuǎn)速液壓技術(shù)11-13
• 1.3.1 變轉(zhuǎn)速液壓技術(shù)課題研究背景11-12
• 1.3.2 變轉(zhuǎn)速液壓技術(shù)研究概況12-13
• 1.4 變轉(zhuǎn)速泵控液壓系統(tǒng)控制方法13-15
• 1.4.1 經(jīng)典PID控制13-14
• 1.4.2 前饋控制14
• 1.4.3 模糊控制14
• 1.4.4 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制14
• 1.4.5 本文采用的控制方法14-15
• 1.5 論文主要工作及結(jié)構(gòu)安排15-16
• 第二章 變轉(zhuǎn)速泵控液壓系統(tǒng)動(dòng)力源控制數(shù)學(xué)建模16-24
• 2.1 變轉(zhuǎn)速泵控液壓動(dòng)力系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)簡(jiǎn)介16-18
• 2.2 變轉(zhuǎn)速泵控液壓動(dòng)力系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型18-23
• 2.2.1 永磁同步電機(jī)及其伺服控制器數(shù)學(xué)模型18-20
• 2.2.2 齒輪泵數(shù)學(xué)模型20-21
• 2.2.3 比例溢流閥數(shù)學(xué)模型21-23
• 2.3 本章小結(jié)23-24
• 第三章 變轉(zhuǎn)速液壓動(dòng)力系統(tǒng)模糊控制仿真研究24-42
• 3.1 PID控制基本原理24-25
• 3.1.1 常規(guī)PID控制24-25
• 3.1.2 數(shù)字PID控制25
• 3.2 模糊控制25-29
• 3.2.1 模糊控制理論25-26
• 3.2.2 模糊控制系統(tǒng)26-27
• 3.2.3 模糊控制器27-29
• 3.3 變轉(zhuǎn)速液壓動(dòng)力系統(tǒng)模糊控制器的設(shè)計(jì)29-35
• 3.3.1 模糊控制器結(jié)構(gòu)的確定30
• 3.3.2 輸入輸出語(yǔ)言變量的選擇和隸屬度函數(shù)的確定30-31
• 3.3.3 精確量的模糊化31-32
• 3.3.4 模糊控制規(guī)則的建立32-33
• 3.3.5 模糊推理和去模糊化方法的確定33
• 3.3.6 模糊論域及其基本論域、量化因子、比例因子的選擇33-35
• 3.4 變轉(zhuǎn)速液壓動(dòng)力系統(tǒng)典型工況SIMULINK仿真35-41
• 3.5 本章小結(jié)41-42
• 第四章 變轉(zhuǎn)速液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)軟硬件設(shè)計(jì)42-61
• 4.1 變轉(zhuǎn)速液壓動(dòng)力系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)硬件部分42-51
• 4.1.1 動(dòng)力源控制部分簡(jiǎn)介43-44
• 4.1.2 電機(jī)轉(zhuǎn)速控制工作原理44
• 4.1.3 負(fù)載控制部分簡(jiǎn)介44-46
• 4.1.4 模擬加載控制系統(tǒng)原理46
• 4.1.5 信號(hào)采集與處理部分簡(jiǎn)介46-51
• 4.2 變轉(zhuǎn)速液壓動(dòng)力系統(tǒng)軟件概述51-54
• 4.2.1 虛擬儀器技術(shù)和LabVIEW簡(jiǎn)介51
• 4.2.2 LabVIEW環(huán)境下模糊控制器的實(shí)現(xiàn)51-54
• 4.3 變轉(zhuǎn)速液壓動(dòng)力系統(tǒng)測(cè)控程序設(shè)計(jì)54-59
• 4.3.1 LabVIEW8.6 環(huán)境下PID模塊設(shè)計(jì)55-56
• 4.3.2 LabVIEW8.6 環(huán)境下模糊控制模塊設(shè)計(jì)56-57
• 4.3.3 變轉(zhuǎn)速液壓動(dòng)力系統(tǒng)控制程序設(shè)計(jì)57-58
• 4.3.4 變轉(zhuǎn)速液壓動(dòng)力系統(tǒng)測(cè)控程序界面設(shè)計(jì)58-59
• 4.4 本章小結(jié)59-61
• 第五章 變轉(zhuǎn)速液壓動(dòng)力系統(tǒng)模糊控制實(shí)驗(yàn)研究61-73
• 5.1 變轉(zhuǎn)速液壓動(dòng)力系統(tǒng)典型工況控制實(shí)驗(yàn)與分析61-69
• 5.1.1 動(dòng)力源流量開(kāi)環(huán)控制實(shí)驗(yàn)61-62
• 5.1.2 比例溢流閥模擬空載工況實(shí)驗(yàn)62-64
• 5.1.3 比例溢流閥模擬階躍載荷工況實(shí)驗(yàn)64-65
• 5.1.4 比例溢流閥模擬斜坡載荷工況實(shí)驗(yàn)65-66
• 5.1.5 比例溢流閥模擬正弦載荷工況實(shí)驗(yàn)66-67
• 5.1.6 目標(biāo)流量斜坡跟蹤實(shí)驗(yàn)67-69
• 5.2 變轉(zhuǎn)速液壓動(dòng)力系統(tǒng)馬達(dá)轉(zhuǎn)速控制實(shí)驗(yàn)與分析69-72
• 5.2.1 比例溢流閥模擬恒載工況實(shí)驗(yàn)70-71
• 5.2.2 比例溢流閥模擬階躍載工況實(shí)驗(yàn)71-72
• 5.3 本章小結(jié)72-73
• 總結(jié)和展望73-74
• 參考文獻(xiàn)74-77
• 攻讀學(xué)位期間取得的研究成果77-78
• 致謝78

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