本文關(guān)鍵詞：比例閥控液壓缸同步控制的應(yīng)用研究

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【摘要】：比例閥控液壓缸系統(tǒng)以其結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、易于控制和適于大功率場合等優(yōu)點,在金屬加工設(shè)備、冶金機械、工程機械及驅(qū)動裝置領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。但由于比例閥控液壓缸系統(tǒng)存在變流量死區(qū)、變流量增益等非線性因素,使得其難于取得很好的控制效果。本文針對比例閥控液壓缸同步系統(tǒng)進行研究,建立同步控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,分析同步控制系統(tǒng)的存在的非線性因素和雙缸之間的耦合作用,分別針對單缸控制和雙缸控制制定相應(yīng)的控制策略,并對同步控制系統(tǒng)進行仿真研究。同時,完成實驗平臺的搭建和軟件設(shè)計,進行實驗研究和對比分析。第1章闡述了課題的研究背景和研究意義,國內(nèi)外研究現(xiàn)狀以及論文的主要研究內(nèi)容;第2章分析了單缸系統(tǒng)和雙缸系統(tǒng)的組成和工作原理,推導(dǎo)了單缸系統(tǒng)和雙缸同步系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,并針對模型特點對系統(tǒng)進行了分析。第3章搭建了實驗平臺,包括電氣系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn);第4章分析了同步控制系統(tǒng)存在的非線性因素,針對這些非線性因素提出解決方案,設(shè)計了基于模糊PD的單缸控制器和基于自抗擾的雙缸同步控制器,并對同步控制器進行仿真研究。第5章在搭建的實驗平臺之上,完成了同步控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計,包括基于LabVIEW的上位機界面設(shè)計和基于ARM處理器的下位機程序設(shè)計;同時對雙缸同步控制系統(tǒng)進行實驗研究和對比分析,驗證控制策略的設(shè)計。
【關(guān)鍵詞】：比例閥控液壓缸 非線性 同步控制 模糊PD 自抗擾控制器
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP273;TH137.51
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 課題研究的背景和意義10-11
• 1.2 液壓同步控制方式11-13
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3.1 國外研究現(xiàn)狀14
• 1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀14
• 1.4 論文的主要研究內(nèi)容和結(jié)構(gòu)14-16
• 第2章 比例閥控液壓缸同步系統(tǒng)建模16-33
• 2.1 單缸電液比例系統(tǒng)組成和工作原理16-17
• 2.1.1 單缸電液比例系統(tǒng)組成16-17
• 2.1.2 單缸電液比例系統(tǒng)工作原理17
• 2.2 單缸電液比例系統(tǒng)建模理論17-23
• 2.2.1 負載壓力和負載流量的定義18-21
• 2.2.2 流量連續(xù)性方程21
• 2.2.3 負載流量方程21-23
• 2.2.4 力平衡方程23
• 2.3 單缸電液比例系統(tǒng)建模分析23-28
• 2.3.1 液壓缸數(shù)學(xué)模型23-25
• 2.3.2 比例放大器數(shù)學(xué)模型25-26
• 2.3.3 位移傳感器數(shù)學(xué)模型26
• 2.3.4 比例流量閥數(shù)學(xué)模型26-27
• 2.3.5 單缸電液比例系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型27-28
• 2.4 雙缸電液比例同步系統(tǒng)建模28-32
• 2.4.1 雙缸電液比例同步控制系統(tǒng)組成28
• 2.4.2 雙缸電液比例同步系統(tǒng)受力分析28-29
• 2.4.3 負載質(zhì)心的運動方程29-30
• 2.4.4 活塞運動方程30
• 2.4.5 液壓缸負載壓力動特性方程30-31
• 2.4.6 同步系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型31-32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 第3章 同步控制系統(tǒng)實驗平臺搭建33-47
• 3.1 實驗平臺的組成33-34
• 3.2 電氣系統(tǒng)設(shè)計34-43
• 3.2.1 控制器的設(shè)計35-41
• 3.2.2 比例放大器設(shè)置和接線41-42
• 3.2.3 顯示儀表設(shè)置和接線42-43
• 3.3 液壓系統(tǒng)設(shè)計43-46
• 3.3.1 液壓系統(tǒng)組成43-45
• 3.3.2 液壓系統(tǒng)原理45-46
• 3.4 本章小結(jié)46-47
• 第4章 同步控制系統(tǒng)的控制策略設(shè)計47-67
• 4.1 系統(tǒng)動態(tài)特性分析47-49
• 4.2 同步控制系統(tǒng)非線性特性分析49-53
• 4.2.1 比例流量閥死區(qū)特性49-50
• 4.2.2 液壓缸摩擦特性50-52
• 4.2.3 往返運動的不對稱性52-53
• 4.3 單缸控制器的設(shè)計53-57
• 4.3.1 死區(qū)補償算法53-54
• 4.3.2 自適應(yīng)模糊PD控制器設(shè)計54-56
• 4.3.3 單缸控制策略56-57
• 4.4 同步控制器的設(shè)計57-61
• 4.4.1 自抗擾控制器原理分析57-59
• 4.4.2 同步控制器設(shè)計59-61
• 4.5 同步控制器仿真驗證61-66
• 4.5.1 雙缸同步系統(tǒng)仿真模型建立61-64
• 4.5.2 仿真實驗結(jié)果64-66
• 4.6 本章小結(jié)66-67
• 第5章 同步控制系統(tǒng)實驗研究67-81
• 5.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計67-74
• 5.1.1 上位機界面設(shè)計67-71
• 5.1.2 下位機程序設(shè)計71-74
• 5.2 死區(qū)補償實驗74-75
• 5.3 單缸模糊PD控制實驗75-77
• 5.4 雙缸同步控制實驗77-80
• 5.5 本章小結(jié)80-81
• 結(jié)論與展望81-83
• 主要工作及結(jié)論81-82
• 研究展望82-83
• 參考文獻83-86
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單86-87
• 致謝87

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