發(fā)布時(shí)間：2019-11-04 14:43

【摘要】：本論文所研究的開關(guān)閥控制氣缸定位系統(tǒng)是石油、化工、電力、冶金等行業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，提高生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)成本的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。本定位系統(tǒng)采用開關(guān)閥驅(qū)動(dòng)雙作用氣缸，相對于比例閥驅(qū)動(dòng)，具有成本低、抗污染力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。但是，其獲得滿意的定位精度和穩(wěn)定的過渡過程則較為困難。本論文針對該種定位器的控制進(jìn)行研究，，以獲得滿足性能指標(biāo)要求的定位精度和過渡時(shí)間。具體包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容： 首先，氣動(dòng)伺服技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展進(jìn)行了分析和評述，對閥控缸定位系統(tǒng)的相關(guān)理論，如PWM脈寬調(diào)制技術(shù)、高速開關(guān)閥的工作原理及特性等進(jìn)行了研究。然后依據(jù)電磁電路及流體力學(xué)方面的理論，推導(dǎo)和建立了閥控缸系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。最后分析和設(shè)計(jì)了兩種控制算法：常規(guī)PID算法以及模糊自適應(yīng)PID算法，并且結(jié)合已建立的閥控缸數(shù)學(xué)模型在MATLAB/SIMULINK上分別對其仿真。 其次，設(shè)計(jì)并搭建了高速開關(guān)閥PWM控制系統(tǒng)硬件平臺。其硬件控制器是以內(nèi)含高分辨率PWM模塊的單片機(jī)R8C2L作為核心。電子尺的電壓信號，反饋到單片機(jī)，并與輸入?yún)⒖夹盘柋容^，其占空比經(jīng)過模糊自適應(yīng)PID控制算法調(diào)節(jié)，最后通過驅(qū)動(dòng)電路對高速開關(guān)閥進(jìn)行PWM高速開關(guān)控制。 最后，在實(shí)驗(yàn)平臺上對模糊自適應(yīng)PID控制策略進(jìn)行了驗(yàn)證。試驗(yàn)結(jié)果表明，本文設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)有很好的穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)性能，使本系統(tǒng)達(dá)到了定位精度為1mm，過渡時(shí)間不超過5s的性能指標(biāo)要求。證明系統(tǒng)設(shè)計(jì)的正確性。 綜上，本課題所研究的基于PWM高速開關(guān)閥氣缸位置控制的研究達(dá)到了預(yù)期的控制目的，今后將在工業(yè)應(yīng)用場合的使用中進(jìn)一步完善。
【學(xué)位授予單位】：中國計(jì)量學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TH137.52

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 石延平,張永忠,劉成文;超磁致式高速開關(guān)閥的研究與設(shè)計(jì)[J];中國機(jī)械工程;2003年21期

2 何謙;劉忠;;高速開關(guān)閥的液壓同步系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];制造技術(shù)與機(jī)床;2009年01期

3 何謙;劉忠;;基于高速開關(guān)閥的液壓同步系統(tǒng)[J];建筑機(jī)械;2009年05期

4 張慶永;常思勤;;基于高速開關(guān)閥的轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)建模與仿真[J];湖南科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年03期

5 石延平,劉成文,張永忠;一種大流量高速開關(guān)閥的研究與設(shè)計(jì)[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2004年04期

6 曾文武;;基于PWM高速開關(guān)閥控制的旋轉(zhuǎn)平臺液壓系統(tǒng)的研究[J];液壓氣動(dòng)與密封;2009年03期

7 湯展躍;劉少軍;黃中華;郭圣敏;;以高速開關(guān)閥為先導(dǎo)閥的錐閥性能研究[J];機(jī)床與液壓;2007年06期

8 劉忠;廖亦凡;;高速開關(guān)閥先導(dǎo)控制的液壓缸位置控制系統(tǒng)建模與仿真研究[J];中國機(jī)械工程;2006年07期

9 劉少軍,朱梅生;基于PWM高速開關(guān)閥的液壓位置系統(tǒng)最優(yōu)控制研究[J];機(jī)床與液壓;2000年02期

10 周海強(qiáng),張河新,韓建海,李建朝;基于PWM方式的氣動(dòng)調(diào)壓閥的設(shè)計(jì)[J];機(jī)床與液壓;2004年03期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 杜巧連;陳旭輝;吳文山;金向平;倪兆榮;;PWM高速開關(guān)閥的特性分析與應(yīng)用研究[A];第二屆全國流體傳動(dòng)及控制工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第一卷）[C];2002年

2 劉海濤;段巍;李崇堅(jiān);朱春毅;;PWM在高壓除塵系統(tǒng)中的應(yīng)用[A];全國冶金自動(dòng)化信息網(wǎng)2012年年會(huì)論文集[C];2012年

3 吳茂剛;趙榮祥;;空間矢量和正弦PWM方法分析與比較[A];第二十九屆中國控制會(huì)議論文集[C];2010年

4 姚蘅;王濤;范偉;彭光正;;帶有高速開關(guān)閥的先導(dǎo)式電/氣比例閥仿真分析[A];中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)流體傳動(dòng)與控制分會(huì)第六屆全國流體傳動(dòng)與控制學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2010年

5 韋校飛;王林;;加入零序分量的載波PWM調(diào)制方法的仿真研究[A];土木建筑學(xué)術(shù)文庫（第9卷）[C];2008年

6 劉以建;孫超;;基于PWM有源逆變的船舶軸帶發(fā)電機(jī)控制策略[A];2011中國電工技術(shù)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2011年

7 鄧士普;周洪;金勤芳;;高速開關(guān)閥在大米色選機(jī)上的應(yīng)用[A];第四屆全國流體傳動(dòng)與控制學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2006年

8 郭春華;汪同慶;;基于無模型自適應(yīng)控制的電壓型PWM整流器研究[A];第二十九屆中國控制會(huì)議論文集[C];2010年

9 周淵深;李雪龍;;基于內(nèi)�？刂频墓β蕛�(nèi)環(huán)和電容能量外環(huán)的PWM整流器[A];中國自動(dòng)化學(xué)會(huì)控制理論專業(yè)委員會(huì)D卷[C];2011年

10 陳駿峰;楊璇;徐金榜;沈安文;;電壓型PWM整流器交流電抗器設(shè)計(jì)與分析[A];中南六�。▍^(qū)）自動(dòng)化學(xué)會(huì)第二十九屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2011年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 四川 張川;基于軟件實(shí)現(xiàn)的PWM調(diào)光LED燈[N];電子報(bào);2010年

2 廣東 伏城;用于LED燈亮度調(diào)節(jié)的PWM實(shí)現(xiàn)方式[N];電子報(bào);2011年

3 伊凡壹;TI推出兩款高效率PWM電源控制器[N];電子報(bào);2011年

4 廣東 林成偉;PWM太陽能控制器設(shè)計(jì)[N];電子報(bào);2009年

5 ;電源管理方案對LED節(jié)能舉足輕重[N];中國電子報(bào);2009年

6 廣西 陳友榮;電子脈沖捕魚機(jī)原理與維修[N];電子報(bào);2009年

7 ;以數(shù)量取勝[N];電腦報(bào);2009年

8 ;輕載效率左右上網(wǎng)本電池壽命[N];中國電子報(bào);2009年

9 ;剝開外表看本質(zhì)[N];中國電腦教育報(bào);2010年

10 浙江 黃松正;用STC單片機(jī)制作D類功放[N];電子報(bào);2009年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 汪萬偉;能量回饋型雙PWM調(diào)速系統(tǒng)及其負(fù)荷群的協(xié)調(diào)控制研究[D];華南理工大學(xué);2011年

2 鄭征;雙PWM變頻器及其協(xié)調(diào)控制技術(shù)研究[D];中國礦業(yè)大學(xué)（北京）;2011年

3 李光葉;雙PWM變換器協(xié)調(diào)控制研究[D];天津大學(xué);2011年

4 傅林堅(jiān);大流量高響應(yīng)電液比例閥的設(shè)計(jì)及關(guān)鍵技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2010年

5 尹忠剛;用于變頻調(diào)速裝置的三相PWM整流器若干技術(shù)問題研究[D];西安理工大學(xué);2009年

6 高吉磊;單相PWM整流器諧波電流抑制算法研究[D];北京交通大學(xué);2012年

7 楊金輝;數(shù)字化PWM逆變系統(tǒng)控制關(guān)鍵技術(shù)研究及其應(yīng)用[D];湖南大學(xué);2010年

8 鄭忠玖;三相電壓型PWM整流器控制策略及應(yīng)用研究[D];大連理工大學(xué);2011年

9 田凱;基于雙調(diào)制波載波PWM策略的中點(diǎn)電位平衡問題研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

10 孫蔚;LCL濾波的PWM整流器控制策略研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 胡杰;基于PWM高速開關(guān)閥的氣缸位置控制的研究[D];中國計(jì)量學(xué)院;2012年

2 劉坤;PWM整流器及其非線性控制策略的研究[D];山東大學(xué);2010年

3 王海濱;基于空間矢量的PWM整流器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];西安科技大學(xué);2010年

4 謝晨;可逆PWM整流器及其控制策略研究[D];北京交通大學(xué);2010年

5 邵帥;用于變頻調(diào)速裝置的前級PWM整流器控制策略研究[D];西安理工大學(xué);2010年

6 張曉峻;三相大功率PWM整流器系統(tǒng)的研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

7 張曉鋒;基于PWM整流器的交流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D];華北電力大學(xué)（河北）;2010年

8 周倩;控制參數(shù)對PWM整流器性能影響的研究[D];北京交通大學(xué);2010年

9 王蒙蒙;三電平逆變器載波PWM方法的研究[D];北京交通大學(xué);2010年

10 劉波;三相電壓型大功率PWM整流器研究和系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];中南大學(xué);2010年

本文編號：2555690