本文關(guān)鍵詞：動(dòng)圈式電液伺服閥嵌入式控制器研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：伺服放大器對(duì)電液伺服閥的性能有著重要影響,是現(xiàn)代電液伺服閥的關(guān)鍵組成部分,目前絕大多數(shù)的電子閉環(huán)伺服放大器基于模擬電路設(shè)計(jì),提供對(duì)于傳統(tǒng)PID控制策略的穩(wěn)定耐用、低成本實(shí)現(xiàn)。由于電液伺服閥本身較強(qiáng)的非線性特性,隨著電液伺服閥性能要求的提升,傳統(tǒng)模擬式伺服放大器在實(shí)現(xiàn)基于模型設(shè)計(jì)的非線性控制策略方面的劣勢(shì)越來越明顯,如何運(yùn)用有效的非線性控制策略以克服電液伺服閥固有的非線性效應(yīng)、提高電液伺服閥的動(dòng)、靜態(tài)性能是當(dāng)前電液伺服控制領(lǐng)域亟待解決的問題。本論文據(jù)此以動(dòng)圈式電液伺服閥為研究對(duì)象,在閱讀國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一種數(shù)字式伺服放大器。該放大器以基于ARMCortex-M3內(nèi)核的32位微控制器為主控制器,采用非線性自適應(yīng)魯棒控制理論實(shí)現(xiàn)伺服閥閥芯位置控制,運(yùn)用集成芯片設(shè)計(jì)其功率驅(qū)動(dòng)電路與測(cè)量放大電路模塊,并結(jié)合計(jì)算機(jī)仿真軟件與實(shí)驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行研究,結(jié)果表明本課題所設(shè)計(jì)的數(shù)字式伺服放大器可以有效改善動(dòng)圈式電液伺服閥的動(dòng)、靜態(tài)性能,為下一代高智能化伺服放大器的研究奠定了基礎(chǔ)。 本論文共分為六章,現(xiàn)分別簡(jiǎn)述如下： 第一章,介紹了電液伺服閥的研究背景以及伺服放大器的研究現(xiàn)狀,闡述了模擬式伺服放大器的技術(shù)特點(diǎn),分析總結(jié)了數(shù)字式伺服放大器的優(yōu)缺點(diǎn),最后概述了本課題的研究意義及研究?jī)?nèi)容。 第二章,對(duì)動(dòng)圈式電液伺服閥的組成及主要部分工作機(jī)理進(jìn)行了詳細(xì)深入的分析,闡述了伺服線圈電流閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn),建立了各主要組成部分的數(shù)學(xué)模型,最后運(yùn)用非線性自適應(yīng)魯棒控制理論推導(dǎo)了伺服線圈的控制輸入電壓表達(dá)式 第三章,運(yùn)用AMESim與MATLAB/Simulink對(duì)動(dòng)圈式電液伺服閥進(jìn)行聯(lián)合仿真分析：在AMESim中建立動(dòng)圈式電液伺服閥的虛擬樣機(jī)仿真模型,而在Simulink中運(yùn)用S函數(shù)模塊實(shí)現(xiàn)非線性自適應(yīng)魯棒控制算法、功率放大級(jí)硬件模擬仿真等模塊。通過聯(lián)合仿真分析,得到了動(dòng)圈式電液伺服閥的階躍響應(yīng)特性和頻率響應(yīng)特性。 第四章,詳細(xì)介紹了以基于ARM Cortex-M3內(nèi)核的32位微控制器為主控制器的數(shù)字式伺服放大器各個(gè)硬件模塊的設(shè)計(jì),完成了包括主控制器模塊、電源模塊、功率放大級(jí)模塊、測(cè)量放大電路模塊以及模數(shù)轉(zhuǎn)換電路模塊等整個(gè)硬件系統(tǒng)的研究開發(fā),并對(duì)集成功率放大芯片的動(dòng)、靜態(tài)特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究；闡述了控制器的軟件程序流程,并指出了本課題所研究的伺服放大器所采用的一些抗干擾處理方法。 第五章,針對(duì)本課題所研究的數(shù)字式伺服放大器搭建實(shí)驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng),主要對(duì)動(dòng)圈式電液伺服閥的階躍響應(yīng)特性、頻率響應(yīng)特性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了控制器的設(shè)計(jì)合理性。 第六章,對(duì)本課題已完成的研究情況進(jìn)行了全面的總結(jié),并展望了今后的研究工作和方向。
【關(guān)鍵詞】：伺服放大器 數(shù)學(xué)模型 聯(lián)合仿真 微控制器 非線性自適應(yīng)魯棒控制
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TH137.5
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-7
• Abstract7-9
• 目錄9-11
• 第1章 緒論11-23
• 1.1 課題的研究背景11-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究的現(xiàn)狀13-19
• 1.2.1 電液伺服閥及其伺服放大器的發(fā)展現(xiàn)狀13-17
• 1.2.2 電液伺服系統(tǒng)控制理論的發(fā)展現(xiàn)狀17-19
• 1.3 課題的研究?jī)?nèi)容及意義19-22
• 1.3.1 課題研究的意義19-20
• 1.3.2 課題的研究?jī)?nèi)容20-22
• 1.4 本章小結(jié)22-23
• 第2章 動(dòng)圈式電液伺服閥數(shù)學(xué)模型及其控制策略研究23-38
• 2.1 動(dòng)圈式電液伺服閥的組成及工作原理23-24
• 2.2 動(dòng)圈式電液伺服閥的數(shù)學(xué)模型24-32
• 2.2.1 動(dòng)圈式力馬達(dá)數(shù)學(xué)模型24-28
• 2.2.2 動(dòng)圈式電液伺服閥數(shù)學(xué)模型28-32
• 2.3 動(dòng)圈式電液伺服閥非線性自適應(yīng)魯棒控制理論研究32-37
• 2.3.1 非線性自適應(yīng)魯棒控制理論介紹32-33
• 2.3.2 動(dòng)圈式電液伺服閥非線性自適應(yīng)魯棒控制器設(shè)計(jì)33-37
• 2.4 本章小結(jié)37-38
• 第3章 動(dòng)圈式電液伺服閥仿真分析38-50
• 3.1 AMESim與Simulink聯(lián)合仿真基本原理38-41
• 3.2 動(dòng)圈式電液伺服閥仿真分析41-49
• 3.2.1 聯(lián)合仿真模型的AMESim模型部分41-43
• 3.2.2 聯(lián)合仿真模型的Simulink模型部分43-45
• 3.2.3 聯(lián)合仿真模型運(yùn)行結(jié)果45-49
• 3.3 本章小結(jié)49-50
• 第4章 動(dòng)圈式電液伺服閥嵌入式控制器設(shè)計(jì)50-64
• 4.1 控制器總體方案研究50-53
• 4.1.1 控制器核心處理芯片50-52
• 4.1.2 控制器總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)52-53
• 4.2 控制器硬件系統(tǒng)53-60
• 4.2.1 主控制器模塊53-54
• 4.2.2 電源模塊54-55
• 4.2.3 功率放大級(jí)模塊55-57
• 4.2.4 功率放大級(jí)實(shí)驗(yàn)57-58
• 4.2.5 測(cè)量放大電路模塊58-59
• 4.2.6 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)59-60
• 4.3 控制器軟件設(shè)計(jì)60-62
• 4.3.1 軟件總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)60-61
• 4.3.2 應(yīng)用程序流程61-62
• 4.4 控制器抗干擾設(shè)計(jì)62-63
• 4.5 本章小結(jié)63-64
• 第5章 動(dòng)圈式電液伺服閥嵌入式控制器實(shí)驗(yàn)研究64-69
• 5.1 實(shí)驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)介紹64-65
• 5.2 伺服放大器實(shí)驗(yàn)研究65-68
• 5.3 本章小結(jié)68-69
• 第6章 總結(jié)與展望69-71
• 6.1 論文總結(jié)69
• 6.2 工作展望69-71
• 參考文獻(xiàn)71-76
• 作者簡(jiǎn)介76

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  本文關(guān)鍵詞：動(dòng)圈式電液伺服閥嵌入式控制器研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：319050