發(fā)布時間：2017-10-13 11:33

  本文關(guān)鍵詞：壓電驅(qū)動精密流量閥的控制研究

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【摘要】：航空航天、深海探測及生物醫(yī)學等領(lǐng)域的發(fā)展，越來越需要采用液壓閥實現(xiàn)對微流體的控制。傳統(tǒng)的電磁力矩馬達驅(qū)動式的控制閥體積大、結(jié)構(gòu)復雜、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)更加復雜。 本文基于壓電陶瓷驅(qū)動器和金屬橡膠材料提出了一種新型結(jié)構(gòu)的壓電驅(qū)動精密流量閥。利用壓電陶瓷驅(qū)動器的高位移分辨率特性實現(xiàn)對流量閥的精密控制，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)動精密流量閥的結(jié)構(gòu)及工作原理的基礎上，建立了系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的數(shù)學模型，得到了壓電流量閥的流量與驅(qū)動電壓之間的傳遞函數(shù)表達式。結(jié)合MATLAB Simulink模塊和模糊邏輯控制箱，完成了模糊PID控制器的設計，搭建了PID與模糊PID的控制仿真系統(tǒng)模型，并對兩種控制方式下的階躍響應曲線進行了比較分析，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控制算法運用于壓電流量閥中，可以有效減小系統(tǒng)運行過程中的振蕩，提高系統(tǒng)的響應速度，，從而達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)的軟件總體設計及控制過程，并對PID模塊、模糊PID模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊以及LCD模塊進行了設計，編寫了PID與模糊PID模塊的程序代碼，為實驗測試奠定了基礎。
【關(guān)鍵詞】：壓電流量閥 動態(tài)特性 模糊PID MATLAB
【學位授予單位】：南昌大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：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)學模型的建立17-23
• 2.2.1 驅(qū)動電源等效模型17-18
• 2.2.2 壓電陶瓷驅(qū)動器等效模型18-19
• 2.2.3 閥芯運動模型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)模型的計算23-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 第3章 模糊 PID 控制器設計及仿真26-44
• 3.1 PID 控制器設計26-30
• 3.2 模糊 PID 控制器設計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計44-55
• 4.1 引言44-45
• 4.2 控制系統(tǒng)的總體設計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】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

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

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

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本文編號：1024641