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电液式振动台计算机控制系统的研究

作　者: 黄金勇
导　师: 周忆
学　校: 重庆大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 电液式振动台 数据采集卡 伺服控制器 Visual C++6.0 MATLAB
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 21次
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内容摘要


电液式振动台以其优良的性价比在工业中获得了广泛的应用,一直是研究领域关注的一个重点,伺服控制器作为其控制核心尤显重要。大多电液式振动台的控制操作是仪表式的,在系统维护、扩展和升级等方面受到极大地限制。论文采用计算机控制系统对振动台进行控制操作,满足了当今数字化的需求。论文以现有的电液式振动台液压传动系统为基础,搭建控制系统并对其进行研究。首先,建立电液式振动台的线性化数学模型,对电液伺服控制系统的动态特性进行分析,得出其非线性本质的特点;其次,结合现有的电液式振动台研究对象,提出其控制系统的设计要点和伺服控制器的设计指标,对控制器的控制策略进行具体研究,设计出两类控制器,即基于Ziegler-Nichols参数整定经验公式的PID控制器和模糊控制器;对控制系统的动态响应特性及跟踪能力进行MATLAB数字仿真,对PID控制器和模糊控制器的控制行为分别做仿真实验并进行比较;最后,采用计算机结合数据采集卡、伺服放大器等组成伺服控制器的硬件系统,使用Visual C++6.0作为开发工具编写控制软件,对电液伺服控制系统进行联机调试,对系统进行测试实验,得到伺服控制系统的动态特性等参数并对实验结果进行分析。

全文目录


中文摘要  3-4
英文摘要  4-7
1 绪论  7-13
  1.1 课题来源与研究意义  7
  1.2 电液式振动台的国内外发展及现状  7-9
  1.3 电液伺服控制器的国内外研究现状  9-10
  1.4 电液伺服控制技术简介  10-12
  1.5 本文主要工作  12-13
2 电液伺服控制系统的原理及设计分析  13-25
  2.1 电液式振动台的工作原理  13
  2.2 电液伺服控制系统的工作原理及组成  13-19
    2.2.1 电液伺服控制系统的工作原理  13-14
    2.2.2 电液伺服控制系统的组成  14-19
  2.3 电液伺服控制系统的动态特性分析  19-22
  2.4 伺服控制器的设计要求  22-23
    2.4.1 伺服控制器的设计要求  22
    2.4.2 本课题对控制系统设计的技术指标要求  22-23
  2.5 本章小结  23-25
3 伺服控制器控制算法的设计与分析  25-39
  3.1 控制器的参数调整与校正  25-27
    3.1.1 振动台控制系统参数调整问题的提出  25-26
    3.1.2 控制器的参数校正  26-27
  3.2 PID 控制器的设计  27-29
  3.3 模糊控制器的设计  29-33
    3.3.1 模糊控制系统的的工作原理  29-30
    3.3.2 模糊逻辑控制器的具体实现  30-33
  3.4 电液式振动台控制系统的数字仿真研究  33-37
    3.4.1 仿真对象和模型  33-36
    3.4.2 仿真内容与分析  36-37
  3.5 本章小结  37-39
4 伺服控制器软硬件系统设计  39-57
  4.1 伺服控制器的组成及控制原理  39
  4.2 伺服控制器硬件系统的设计  39-47
    4.2.1 计算机系统  40-42
    4.2.2 模拟量输入通道  42-43
    4.2.3 模拟量输出通道  43-47
  4.3 伺服控制器软件系统的设计  47-55
    4.3.1 软件的总体设计  48-49
    4.3.2 高精度定时器实现模块  49-51
    4.3.3 波形信号发生模块  51
    4.3.4 PID 控制算法实现模块  51-53
    4.3.5 模糊控制算法实现模块  53-54
    4.3.6 实时曲线显示模块  54-55
  4.4 本章小结  55-57
5 电液式振动台系统实验  57-71
  5.1 电液式振动台硬件系统搭建  57-63
    5.1.1 数据采集卡的安装与设置  57-61
    5.1.2 伺服放大器的连接  61-62
    5.1.3 位移传感器的安装与连线  62-63
  5.2 系统软、硬件调试  63-65
    5.2.1 系统硬件调试  64-65
    5.2.2 系统软件调试  65
  5.3 系统实验  65-68
    5.3.1 系统动态响应特性的测试实验  66-67
    5.3.2 系统跟随性能的测试实验  67-68
  5.4 实验结果及分析  68-69
  5.5 本章小结  69-71
6 结论与展望  71-73
  6.1 本文完成的主要工作和结论  71-72
  6.2 今后工作的展望  72-73
致谢  73-75
参考文献  75-77
附录  77
  A. 读硕士学位期间发表的论文目录  77

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统
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