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机电液集成共性技术中机液综合控制研究与应用

作　者: 陈乃超
导　师: 黄建龙
学　校: 兰州理工大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 机电液单元集成共性技术鲁棒控制预测控制液压综台机构学最小误差算法 PCI 软件编程
分类号: TH-39
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

本文提出了机电液集成共性技术的研究方向,并对机电液集成共性技术进行了一些理论和实验的研究,尤其对机液系统运动综合设计进行了研究。本文主要内容如下: 1.概述了国内外关于机械、电子和液压的发展状况,并根据已有的基础,提出了机电液集成共性技术的概念和设计思路。对这一结构进行了分析,并给出了可行性分析和技术实现的方法,以及总体的设计方案。 2.分析了液压系统控制的特点,系统液压系统控制设计的要求以及性能。从理论上推出了线性时变系统的鲁棒性设计方法、时滞系统的H₂设计方法、液压系统的H₂/H_∞肌的设计方法、讨论了预测控制的鲁棒性问题。通过对鲁棒控制和预测控制的理论推导,为本系统的控制设计建立理论的基础。 3.分析了常见机构,按照机液综合的标准,对机构系统进行设计分类。本文以杆件设计为主,从设计理论出发,提出了平面四杆机构和曲柄滑块机构的最小误差设计的新方法,复杂平面机构运动构型的三角形矢量的新方法。提出了液压综合机构学的概念,给出了其特性。并提出了液压综合机构学设计的方法和算法。 4.对PC控制形式进行了讨论,分析了运用PCI卡设计控制的可行性。通过对PCI卡的硬件和软件的论述,编写了对于本系统的控制的程序。实现PC机对外部设备的I/O的通讯和控制。 5.编写了机电液集成共性技术平台的软件,通过对系统需求的分析,为本系统设计和编写了一套软件。软件模块的主要内容包括:液压模块、机械模块、控制模块和PCI模块。对编写的软件进行了功能上的描述。提出了机构软件模型设计和机构信息融合的概念以解决系统软件编程上的模型建立问题。以上内容提出了一些新的概念和设计方法,并对它们进行了理论、设计、模型建立、算法研究、软件处理等各方面的研究。提出了一些新的理论和方法,在理论和现实中具有重要的作用。

全文目录

摘要  7-8
Abstract  8-9
第1章绪论  9-17
  1.1 课题的背景  9-13
    1.1.1 液压控制系统的发展及应用  9-10
    1.1.2 机械系统和机构学的发展及应用  10-12
    1.1.3 微机及控制技术的发展及应用  12-13
    1.1.4 国内外对机电液系统综合的研究及现状  13
  1.2 课题的提出及意义  13-15
  1.3 课题的主要内容及研究方法  15-17
    1.3.1 液压系统  15
    1.3.2 机械系统与机构学  15-16
    1.3.3 计算机与控制技术  16
    1.3.4 系统的软件编程  16-17
第2章液压系统的控制理论研究  17-37
  2.1 液压系统控制  17-18
    2.1.1 液压系统控制的特点  17
    2.1.2 液压系统控制的要求  17-18
  2.2 鲁棒控制在液压系统的应用研究  18-31
    2.2.1 鲁棒控制在液压系统的应用  19
    2.2.2 时变系统的鲁棒控制判定  19-23
    2.2.3 时滞系统的鲁棒的H_2控制的判定  23-27
    2.3.4 基于H_2/H_∞控制的液压伺服系统鲁棒性设计  27-31
  2.3 预测控制在液压系统的应用研究  31-37
    2.3.1 预测控制在液压系统的应用  32-33
    2.3.2 预测控制的鲁棒性判定  33-37
第3章液压综合机构学和运动算法研究  37-63
  3.1 机构学的研究  37-38
  3.2 液压综合机构学  38-44
    3.2.1 液压综合机构学概念  38
    3.2.2 液压综合机构学的分类  38-41
    3.2.3 液压与曲柄滑块机构组合的液压综合机构学  41-44
  3.3 最小误差的平面连杆机构的运动位置构型  44-52
    3.3.1 平面四连杆机构位置综合的最小误差算法  44-49
    3.3.2 曲柄滑块机构位置综合的最小误差算法  49-52
  3.4 基于三角形矢量法的负载机构的位置构型  52-57
  3.5 液压综合机构学的机构综合设计  57-63
    3.5.1 轨迹的设计  57-61
    3.5.2 机构综合设计  61-63
第4章机电液单元集成中PC控制和 PCI卡的运用  63-86
  4.1 PC控制的概述  63
  4.2 PC控制在机电液单元集成的应用  63
  4.3 PCI卡在机电液单元集成的通信  63-86
    4.3.1 PCI卡的简介  64
    4.3.1 PCI卡的硬件  64-76
    4.3.2 PCI卡的软件编程  76-86
第5章机电液单元集成共性技术平台的软件开发  86-110
  5.1 机电液单元集成共性技术平台的设计要求  86-87
  5.2 需求分析  87-89
  5.3 总体设计  89-90
  5.4 模块化设计  90-97
    5.4.1 液压模块  90-93
    5.4.2 机构模块  93-96
    5.4.3 控制摸块  96-97
    5.4.4 PCI模块  97
  5.5 主要软件编程  97-110
第6章结论  110-113
  6.1 结论  110-111
  6.2 展望  111-113
参考文献  113-118
致谢  118-119
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录  119

机电液集成共性技术中机液综合控制研究与应用

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