本文關(guān)鍵詞：快速電液比例捕捉控制系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：對于具有隨機(jī)特性的快速移動(dòng)物體的捕捉是控制領(lǐng)域的一項(xiàng)難題。即使是訓(xùn)練有素的人也不能保證每次都能完成對快速移動(dòng)物體的捕捉，對于捕捉系統(tǒng)更是巨大的挑戰(zhàn)。成功地完成捕捉必須在目標(biāo)物發(fā)生機(jī)動(dòng)前以最短的時(shí)間追趕上目標(biāo)物，跟蹤目標(biāo)運(yùn)動(dòng)軌跡，執(zhí)行捕捉動(dòng)作，最后帶著目標(biāo)物減速為零。 鑒于液壓缸在快速直線位置控制上的優(yōu)勢，本論文中設(shè)計(jì)了一種利用電液比例方向閥控制的，以高速液壓缸作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的直線式電液比例捕捉控制系統(tǒng)，，旨在研究液壓技術(shù)在捕捉控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，以及克服傳統(tǒng)的以機(jī)械傳動(dòng)的機(jī)械臂作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的捕捉控制系統(tǒng)速度較慢的特點(diǎn)。同時(shí)，通過理論研究與實(shí)驗(yàn)分析，探尋存在隨機(jī)性的軌跡的跟蹤方法，以及電液比例控制系統(tǒng)用于快速捕捉的控制策略。 本論文圍繞所提出的一種快速電液比例捕捉控制系統(tǒng)，首先在Solidworks下設(shè)計(jì)試驗(yàn)平臺(tái)，并完成了機(jī)動(dòng)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)；其次，針對快速捕捉系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，選擇合適的高速液壓缸和電液比例方向閥，設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，并利用Matlab的xPC進(jìn)行硬件在回路仿真，實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)相關(guān)功能；此外，根據(jù)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)模型，基于AMESim開展元件級仿真，基于AMESim與Simulink聯(lián)合的仿真平臺(tái)開展系統(tǒng)級仿真；而后，提出了基于卡爾曼濾波預(yù)測的捕捉方法和基于模糊自適應(yīng)PID控制的捕捉方法，完成了相應(yīng)的仿真分析；最后對所提出的兩種捕捉方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)與分析。 通過所進(jìn)行的理論與實(shí)驗(yàn)研究可以表明，以電液比例方向閥控制高速液壓缸作為快速捕捉系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)是可行的，同時(shí)，針對機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤所面臨的軌跡預(yù)測和軌跡跟蹤問題，采用卡爾曼濾波預(yù)測和模糊自適應(yīng)PID控制策略，能夠取得較好的跟蹤效果，為今后電液比例控制技術(shù)應(yīng)用于快速捕捉提供了理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。
【關(guān)鍵詞】：電液比例控制 捕捉 軌跡預(yù)測 軌跡跟蹤 模糊自適應(yīng)PID控制
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TP273;TH137
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-18
• 1.1 論文研究的背景及意義12-14
• 1.1.1 目標(biāo)捕捉系統(tǒng)的特點(diǎn)12-13
• 1.1.2 液壓技術(shù)在捕捉系統(tǒng)中的應(yīng)用13
• 1.1.3 模糊自適應(yīng) PID 介紹13-14
• 1.2 國內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.1 目標(biāo)跟蹤技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14
• 1.2.2 預(yù)測濾波技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.3 機(jī)器人捕捉控制的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15
• 1.3 本論文主要研究工作15-18
• 第二章 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的計(jì)算與設(shè)計(jì)18-24
• 2.1 引言18
• 2.2 機(jī)動(dòng)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)18-20
• 2.3 電液比例捕捉控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)20-22
• 2.3.1 系統(tǒng)原理圖設(shè)計(jì)20-21
• 2.3.2 液壓缸選型設(shè)計(jì)21-22
• 2.3.3 電液比例方向閥選型22
• 2.4 實(shí)驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)22-23
• 2.5 本章小結(jié)23-24
• 第三章 捕捉控制系統(tǒng)建模和仿真24-38
• 3.1 引言24
• 3.2 系統(tǒng)理論方程推導(dǎo)24-27
• 3.2.1 電液比例方向閥建模24-26
• 3.2.2 電液比例方向閥控單出桿缸建模26-27
• 3.3 AMESim模型搭建27-32
• 3.3.1 AMESim仿真軟件簡介27-28
• 3.3.2 AMESim仿真平臺(tái)建模28-32
• 3.4 普通PID控制仿真32-36
• 3.4.1 PID控制算法介紹32-33
• 3.4.2 普通PID控制仿真結(jié)果分析33-36
• 3.5 本章小結(jié)36-38
• 第四章 基于軌跡預(yù)測的捕捉38-60
• 4.1 引言38
• 4.2 捕捉策略38-42
• 4.2.1 目標(biāo)運(yùn)動(dòng)軌跡分析38-41
• 4.2.2 預(yù)測在捕捉中的作用41-42
• 4.3 AMESim與Simulink聯(lián)合仿真42-46
• 4.3.1 AMESim與Simulink聯(lián)合仿真介紹42-43
• 4.3.2 S函數(shù)介紹43-45
• 4.3.3 捕捉系統(tǒng)聯(lián)合仿真模型建立45-46
• 4.4 擬合預(yù)測算法46-48
• 4.5 卡爾曼濾波預(yù)測算法48-58
• 4.5.1 卡爾曼濾波簡介48-50
• 4.5.2 微分器的設(shè)計(jì)50-52
• 4.5.3 卡爾曼濾波預(yù)測算法仿真52-54
• 4.5.4 基于軌跡預(yù)測的捕捉方法54-58
• 4.6 本章小結(jié)58-60
• 第五章 基于模糊自適應(yīng)PID控制的捕捉60-82
• 5.1 引言60
• 5.2 復(fù)合控制策略60-65
• 5.2.1 復(fù)合控制理論介紹60-62
• 5.2.2 復(fù)合控制仿真研究62-65
• 5.3 模糊控制策略65-81
• 5.3.1 模糊控制理論及Matlab模糊工具箱介紹65-67
• 5.3.2 模糊控制67-69
• 5.3.3 模糊+PID混合控制69-73
• 5.3.4 模糊自適應(yīng)PID控制73-81
• 5.4 本章小結(jié)81-82
• 第六章 捕捉控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與分析82-102
• 6.1 引言82
• 6.2 軟件控制系統(tǒng)搭建82-87
• 6.2.1 Matlab RTW xPC 平臺(tái)82-84
• 6.2.2 PCI-1716 驅(qū)動(dòng)S函數(shù)編寫84-87
• 6.3 硬件控制系統(tǒng)搭建87-91
• 6.4 基于軌跡預(yù)測的捕捉實(shí)驗(yàn)與分析91-93
• 6.5 基于軌跡跟蹤的捕捉實(shí)驗(yàn)與分析93-100
• 6.5.1 復(fù)合控制跟蹤實(shí)驗(yàn)93-95
• 6.5.2 模糊+PID混合控制跟蹤實(shí)驗(yàn)95-98
• 6.5.3 模糊自適應(yīng)PID控制跟蹤實(shí)驗(yàn)98-100
• 6.6 本章小結(jié)100-102
• 第七章 總結(jié)和展望102-104
• 7.1 總結(jié)102-103
• 7.2 展望103-104
• 參考文獻(xiàn)104-108
• 致謝108-110
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文110

【共引文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 Tamer M Wasfy;Ahmed K Noor;戈新生;張奇志;趙維加;;柔性多體系統(tǒng)的計(jì)算策略[J];力學(xué)進(jìn)展;2006年03期

  本文關(guān)鍵詞：快速電液比例捕捉控制系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：411494