發(fā)布時(shí)間：2017-10-13 11:33

  本文關(guān)鍵詞：壓電驅(qū)動(dòng)精密流量閥的控制研究

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【摘要】：航空航天、深海探測(cè)及生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的發(fā)展，越來越需要采用液壓閥實(shí)現(xiàn)對(duì)微流體的控制。傳統(tǒng)的電磁力矩馬達(dá)驅(qū)動(dòng)式的控制閥體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度低，難以滿足精密控制的需要；減小氣蝕破壞是研究控制閥的重點(diǎn)之一，常用的措施是選用新型工程材料或采用新型結(jié)構(gòu)，然而，這些措施不僅增加了制造成本，還降低了閥的工藝性能，使閥的結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜。 本文基于壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器和金屬橡膠材料提出了一種新型結(jié)構(gòu)的壓電驅(qū)動(dòng)精密流量閥。利用壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器的高位移分辨率特性實(shí)現(xiàn)對(duì)流量閥的精密控制，利用金屬橡膠的節(jié)流減壓特性可以有效減小節(jié)流閥口前后的壓差，從而可以減小氣蝕破壞，延長閥的使用壽命。 本文在深入了解壓電驅(qū)動(dòng)精密流量閥的結(jié)構(gòu)及工作原理的基礎(chǔ)上，建立了系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的數(shù)學(xué)模型，得到了壓電流量閥的流量與驅(qū)動(dòng)電壓之間的傳遞函數(shù)表達(dá)式。結(jié)合MATLAB Simulink模塊和模糊邏輯控制箱，完成了模糊PID控制器的設(shè)計(jì)，搭建了PID與模糊PID的控制仿真系統(tǒng)模型，并對(duì)兩種控制方式下的階躍響應(yīng)曲線進(jìn)行了比較分析，仿真結(jié)果表明，模糊PID的控制性能優(yōu)于PID控制，將模糊PID控制算法運(yùn)用于壓電流量閥中，可以有效減小系統(tǒng)運(yùn)行過程中的振蕩，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度，，從而達(dá)到延長閥的使用壽命，提高閥的控制精度的目的。闡述了壓電流量閥系統(tǒng)的軟件總體設(shè)計(jì)及控制過程，并對(duì)PID模塊、模糊PID模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊以及LCD模塊進(jìn)行了設(shè)計(jì)，編寫了PID與模糊PID模塊的程序代碼，為實(shí)驗(yàn)測(cè)試奠定了基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：壓電流量閥 動(dòng)態(tài)特性 模糊PID MATLAB
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TH134
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第1章 緒論7-16
• 1.1 本課題的研究背景7
• 1.2 本課題的來源及研究意義7-8
• 1.2.1 本課題的來源7
• 1.2.2 本課題的研究意義7-8
• 1.3 壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器國內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-10
• 1.4 壓電閥的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-14
• 1.5 金屬橡膠概述14-15
• 1.6 本文研究的主要內(nèi)容15-16
• 第2章 壓電流量閥建模分析16-26
• 2.1 壓電流量閥的工作原理16-17
• 2.2 壓電流量閥數(shù)學(xué)模型的建立17-23
• 2.2.1 驅(qū)動(dòng)電源等效模型17-18
• 2.2.2 壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器等效模型18-19
• 2.2.3 閥芯運(yùn)動(dòng)模型19-22
• 2.2.4 位移-流量轉(zhuǎn)換模型22-23
• 2.3 壓電流量閥各環(huán)節(jié)模型的計(jì)算23-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 第3章 模糊 PID 控制器設(shè)計(jì)及仿真26-44
• 3.1 PID 控制器設(shè)計(jì)26-30
• 3.2 模糊 PID 控制器設(shè)計(jì)30-41
• 3.2.1 輸入輸出量的模糊化31-33
• 3.2.2 建立模糊控制規(guī)則表33-37
• 3.2.3 輸出量的反模糊化37-39
• 3.2.4 模糊 PID 控制系統(tǒng)仿真39-41
• 3.3 PID 與模糊 PID 控制算法的比較分析41-43
• 3.4 本章小結(jié)43-44
• 第4章 壓電流量閥的軟件設(shè)計(jì)44-55
• 4.1 引言44-45
• 4.2 控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)45-47
• 4.3 PID 模塊47-49
• 4.4 模糊 PID 模塊49-52
• 4.5 A/D 轉(zhuǎn)換模塊52-53
• 4.6 LCD 顯示模塊53-54
• 4.7 本章小結(jié)54-55
• 第5章 總結(jié)與展望55-57
• 5.1 總結(jié)55
• 5.2 展望55-57
• 致謝57-58
• 參考文獻(xiàn)58-61
• 附錄61-66
• 附錄 I 模糊 PID 控制器 MATLAB 程序61-65
• 附錄 II LCD 模塊程序65-66

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 紀(jì)華偉;楊世錫;吳昭同;;壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器非線性建模研究[J];傳感技術(shù)學(xué)報(bào);2006年04期

2 Ｈ．Ｍｕｒｒｅｎｈｏｆｆ,吳根茂;液壓控制技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)──第1部分　元件與傳動(dòng)裝置[J];工程設(shè)計(jì);1997年03期

3 溫建明;馬繼杰;程光明;;基于壓電陶瓷的慣性驅(qū)動(dòng)器控制技術(shù)研究[J];黑龍江大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報(bào);2012年02期

4 高平波;魏燕定;;一種基于壓電堆驅(qū)動(dòng)器的噴嘴擋板式氣體控制閥的研究[J];機(jī)床與液壓;2007年03期

5 曲興田,鄂世舉,吳博達(dá),楊志剛,吳玉魁;雙壓電晶片驅(qū)動(dòng)噴嘴擋板式伺服閥[J];吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2005年02期

6 張金龍;劉陽;郭怡倩;劉京南;內(nèi)田敬久;;納米級(jí)超精密定位工作臺(tái)的研究[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2011年09期

7 蔣昊宜;歐陽小平;楊華勇;;新型壓電高速開關(guān)閥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與仿真[J];流體傳動(dòng)與控制;2008年06期

本文編號(hào)：1024641