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多液压缸同步控制技术的研究

作　者: 鲁鼎
导　师: 齐继阳
学　校: 江苏科技大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 液压系统同步控制模糊控制 PID
分类号: TH137.51
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 13次
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内容摘要

随着液压技术在工程领域的应用，人们对液压执行机构的控制精度提出了越来越高的要求，特别是多液压缸顶升系统的同步精度。本文采用模糊PID控制器进行控制，从而提高了多液压缸顶升系统的同步精度。本文采用模糊PID控制器进行控制，从而提高了多液压缸顶升系统的同步精度。论文的主要内容如下：（1）在查阅大量文献的基础上，对现有的多液压缸同步系统进行了深入地研究，分析了该课题的研究背景及其意义，阐述了相关技术的国内外现状及其发展趋势，介绍了液压同步技术的应用情况及其发展阶段。（2）在满足使用要求和经济性的基础上，进行了液压元件的参数计算及其选型，并利用电液比例技术实现了多液压缸的位置同步控制。根据液压元件的技术参数，在AMESim平台上进行了液压元件的建模，使模型与实际样品具有相同的性能指标，以获得较高的仿真精度。在此基础上，搭建了整个液压系统的AMESim模型，检验了电液比例技术应用于该系统的可行性，并分析了造成多液压缸顶升不同步的原因。（3）针对各液压缸承受偏载及其载荷具有时变性等特点，本文采用模糊PID控制器对顶升过程进行控制。每个PID控制器采用两个模糊控制器进行参数整定，分别提高系统的动态特性和静态特性，从而减少了单个模糊控制器的语言变量的数量，降低了模糊规则的建立程度。并利用MATLAB模糊逻辑工具箱，建立了控制系统的Simulink模型。（4）利用AMESim/Simulink接口，实现了液压系统与控制系统的联合仿真。仿真结果表明，模糊PID控制器的应用提高了系统的同步精度。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-12
第1章绪论  12-19
  1.1 课题的研究背景与意义  12-17
    1.1.1 研究背景  12-16
    1.1.2 研究意义  16-17
  1.2 课题的研究现状与发展趋势  17-18
  1.3 课题的主要研究内容  18
  1.4 本章小结  18-19
第2章液压升降系统的建模  19-33
  2.1 液压升降系统的总体方案  19-21
    2.1.1 工作过程的分析  19
    2.1.2 驱动方式的选择  19-20
    2.1.3 液压系统的设计  20-21
  2.2 建模仿真环境  21-22
    2.2.1 AMESim 简介  21-22
    2.2.2 AMESim 在液压系统中的应用  22
  2.3 液压系统的建模及仿真  22-32
    2.3.1 时变载荷的简化模型  23
    2.3.2 顶升速度的相关计算及校验  23-25
    2.3.3 主油路通断性能的校验  25-27
    2.3.4 支油路锁止性能的校验  27
    2.3.5 下降过程平稳性的校验  27-28
    2.3.6 油压稳定性的校验  28-29
    2.3.7 油温的计算  29-30
    2.3.8 电液比例换向阀的动、静态性能的校验  30-31
    2.3.9 液压系统模型的简化  31-32
  2.4 本章小结  32-33
第3章升降系统的同步性分析及控制方式  33-57
  3.1 顶升过程的仿真  33
  3.2 不同步原因分析  33-38
  3.3 同步控制策略的选择  38-39
  3.4 电液比例系统的 PID 控制  39-43
    3.4.1 PID 控制器原理  40-41
    3.4.2 PID 参数的整定方法  41
    3.4.3 建模环境  41-42
    3.4.4 单液压缸 PID 控制的建模与仿真  42-43
  3.5 模糊 PID 控制  43-56
    3.5.1 多变量模糊控制器的设计方法  44-45
    3.5.2 模糊 PID 控制器的结构  45-46
    3.5.3 模糊 PID 控制器的设计  46-47
    3.5.4 模糊化  47-54
    3.5.5 模糊规则  54-56
    3.5.6 模糊判决  56
  3.6 本章小结  56-57
第4章基于 MATLAB 的模糊 PID 控制器的建模及仿真  57-69
  4.1 模糊控制器的建模  57
    4.1.1 MATLAB 模糊工具箱  57
    4.1.2 模糊推理系统主框架的建立  57
    4.1.3 隶属函数的建立  57
    4.1.4 模糊规则的建立  57
  4.2 多液压缸升降系统的仿真  57-68
    4.2.1 AMESim/Simulink 联合仿真  58
    4.2.2 1 号液压缸顶升过程的仿真  58-61
    4.2.3 2 号液压缸顶升过程的仿真  61-65
    4.2.4 3、4 号液压缸顶升过程的仿真  65-66
    4.2.5 四台液压缸顶升过程的仿真  66-68
  4.3 本章小结  68-69
总结与展望  69-70
参考文献  70-73
攻读学位期间发表的学术论文及参加的科研项目  73-74
致谢  74-75
详细摘要  75-80

多液压缸同步控制技术的研究

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