本文關(guān)鍵詞：基于PLC的多缸同步運動控制系統(tǒng)

  更多相關(guān)文章： 多缸同步控制 FESTO液壓試驗平臺 Simulink仿真 PLC 智能PI控制算法

【摘要】：隨著工業(yè)自動化的推進，液壓同步驅(qū)動控制技術(shù)在金屬的加工、重型機械、車輛工程、水利工程等領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越多，同時這些行業(yè)對同步控制精度的要求也是越來越高。所以，為滿足新世紀各個領(lǐng)域的需求，對于多缸同步運動控制技術(shù)的研究就有了更重要的理論意義與工程實用價值。 PID控制的控制規(guī)則非常簡潔，擁有良好的魯棒性，在各個領(lǐng)域都能見到它的身影。但隨著科技水平的不斷提高，被控對象愈加的復(fù)雜，它們中有的被控制對象的參數(shù)不為設(shè)計者知曉，或者參數(shù)是隨時變化，有的系統(tǒng)帶有延時性且外在干擾雜亂無序，還有一些系統(tǒng)不能用數(shù)學(xué)模型進行描述等；同時，工業(yè)系統(tǒng)對控制性能的要求也越來越嚴格，一般的PID控制越來越不能適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的要求。針對于此，本論文設(shè)計了智能PI控制器，此控制器的結(jié)構(gòu)與參數(shù)能隨著被控對象的運行狀況而改變，較好的解決了傳統(tǒng)PID控制中系統(tǒng)運行的平穩(wěn)性、快速性和準確性之間的矛盾，使控制器在復(fù)雜的、動態(tài)的和不確定的系統(tǒng)中也能取得較好的控制效果。 本文設(shè)計了以PLC為控制核心，驅(qū)動四缸的同步運動系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)采用四個4/3比例方向閥分別控制四個雙作用缸，四個缸上分別安裝位移傳感器，四個位移傳感器測量四個缸的位移信號并將此信號輸送至PLC，由PLC進行同步控制運算后輸出模擬量控制信號給比例閥控制液壓缸，從而形成閉環(huán)控制。通過Simulink仿真軟件對多缸同步運動系統(tǒng)運行了仿真。在建立多缸同步運動液壓 系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，以M語言編寫S函數(shù)與Simulink相結(jié)合的方式建立智能PI控制器的數(shù)學(xué)模型。仿真實驗對智能PI控制器與常規(guī)PID控制器做了對比，對智能PI控制器控制的四缸同步運動系統(tǒng)運行了仿真驗證，實驗結(jié)果表明：與傳統(tǒng)PID控制器相比，智能PI控制器具有更好的控制特性，四缸同步運動系統(tǒng)同步控制性能良好。以FESTO液壓試驗裝置為平臺，以西門子S7-200PLC為控制中心，以智能PI控制算法為控制策略，完成了雙缸的同步運動實驗。液壓系統(tǒng)選用兩個比例閥分別控制2個 液壓缸，，選另外2個液壓缸作為負載分別頂住由比例閥控制的2個液壓缸。PLC的CPU選用西門子S7-200CPU226CN，模擬量模塊選用EM235。在STEP7-Micro/WIN32軟件上編寫智能PI控制算法的PLC程序。實驗結(jié)果表明，系統(tǒng)的驅(qū)動油壓對此系統(tǒng)液壓缸的同步性能有著重要的影響。結(jié)合系統(tǒng)壓力的變化對液壓油阻尼狀態(tài)變化的影響，壓差對4/3比例閥的影響，總結(jié)出了在不同油壓下智能PI控制器控制參數(shù)的調(diào)整方法。
【關(guān)鍵詞】：多缸同步控制 FESTO液壓試驗平臺 Simulink仿真 PLC 智能PI控制算法
【學(xué)位授予單位】：西安工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TH137;TP273
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 緒論8-14
• 1.1 課題研究的技術(shù)背景及意義8-9
• 1.2 液壓同步技術(shù)分析與應(yīng)用9-11
• 1.2.1 開環(huán)液壓同步運動控制9-10
• 1.2.2 閉環(huán)液壓同步運動控制10-11
• 1.2.3 控制策略11
• 1.3 課題研究的主要內(nèi)容11-12
• 本章小結(jié)12-14
• 2 液壓四缸同步運動控制系統(tǒng)設(shè)計14-20
• 2.1 液壓同步系統(tǒng)的工作原理14
• 2.2 多缸同步系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型14-19
• 2.2.1 比例方向閥環(huán)節(jié)14-15
• 2.2.2 非對稱閥控制非對稱缸 - 負載環(huán)節(jié)15-18
• 2.2.3 反饋環(huán)節(jié)18
• 2.2.4 四缸同步運動系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型18-19
• 本章小結(jié)19-20
• 3 液壓四缸同步運動控制系統(tǒng)智能 PI 控制器的設(shè)計20-30
• 3.1 PID 控制原理20-23
• 3.1.1 位置式 PID 控制算法21-22
• 3.1.2 增量式 PID 控制算法22-23
• 3.2 PID 參數(shù)整定實驗23-27
• 3.3 智能 PI 控制器的設(shè)計27-29
• 3.3.1 智能 PI 控制器的結(jié)構(gòu)與數(shù)學(xué)模型27-28
• 3.3.2 智能 PI 控制算法的調(diào)節(jié)規(guī)則28-29
• 本章小結(jié)29-30
• 4 液壓四缸同步運動控制系統(tǒng)的仿真實驗30-40
• 4.1 軟件簡介30
• 4.2 系統(tǒng)控制器的模型的建立30-33
• 4.3 仿真實驗運行與結(jié)果分析33-38
• 4.3.1 智能 PI 控制器與傳統(tǒng) PID 控制器對比仿真實驗34-36
• 4.3.2 四缸同步運動系統(tǒng)的仿真36-38
• 本章小結(jié)38-40
• 5 基于 S7 - 200 與 FESTO 液壓平臺的雙缸同步運動控制系統(tǒng)實驗40-64
• 5.1 F e st o 平臺上雙缸同步運動系統(tǒng)的設(shè)計40-41
• 5.2 液壓元件性能分析41-46
• 5.2.1 2 通放大器41-42
• 5.2.2 4/3 比例閥42-44
• 5.2.3 位移傳感器44-45
• 5.2.4 4/2 單電控方向閥45
• 5.2.5 液壓泵45
• 5.2.6 液壓缸45-46
• 5.3 PLC 控制系統(tǒng)46-59
• 5.3.1 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計46-51
• 5.3.2 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計51-59
• 5.4 系統(tǒng)運行與結(jié)果分析59-63
• 5.4.1 液壓缸快速運行試驗60-61
• 5.4.2 液壓缸慢速運行試驗61-63
• 本章小結(jié)63-64
• 6 結(jié)論與展望64-66
• 參考文獻66-70
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表文章70-73
• 致謝73

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 李敬兆;湯文兵;;PLC實現(xiàn)的模糊PID控制器及在高濃啤酒稀釋系統(tǒng)中的應(yīng)用[J];工業(yè)控制計算機;2006年07期

2 郭江華,梁述海,李雁飛;船用柴油機PID神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的設(shè)計[J];海軍工程大學(xué)學(xué)報;2003年02期

3 史建華;楊春花;鮮浩;林都;;基于滑�？刂频碾pPID在某型穩(wěn)定器中的應(yīng)用[J];火炮發(fā)射與控制學(xué)報;2011年01期

4 趙克定;王長坤;李尚義;吳盛林;;雙電液伺服馬達同步控制系統(tǒng)的研究[J];機床與液壓;1991年01期

5 袁子榮,吳張永,賀鵬,楊啟敏,袁銳波;陽極板整形機電液力控制系統(tǒng)的設(shè)計研究[J];昆明理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2001年05期

6 譚宗柒;黃星德;;閘門雙吊點液壓啟閉機液壓同步系統(tǒng)分析[J];起重運輸機械;2009年12期

7 吳定安;上海音樂廳頂升和平移工程的液壓同步系統(tǒng)[J];液壓氣動與密封;2004年01期

本文編號：651641