摆动式双电液伺服马达位置同步控制研究

发布时间：2017-05-15 07:42

  本文关键词：摆动式双电液伺服马达位置同步控制研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：现代液压技术飞速发展,越来越多的工程中需要运用大型液压伺服装置来驱动回转机构,采用双液压马达同步的驱动能有效减轻机构的总质量,缩小机构的结构尺寸,使其便于工程布置,对于系统结构设计的紧凑性有积极的影响。同时,双马达同步系统的设计使得系统负载和结构对称,能有效改善系统的动态性能和受力情况。对于高负载、高频响、参数时变、由于摩擦力、泄漏等影响导致控制对象模态变化等因素影响,如何控制双马达同步是该驱动方案的关键所在。本文在查阅国内外文献基础上首先论述了液压同步技术的发展状况及其关键技术、国内外多种控制理论及其在液压位置同步伺服系统中的应用与研究进展。由于双摆动马达位置同步控制系统实际是由两个典型单通道位置伺服系统构成,同步性能与每组阀控马达动力机构的性能密切相关,因此本文建立了单侧阀控马达动力机构模型,并分析该阀控马达系统的稳定性、频率特性和精度等问题。在此基础上考虑刚性连接,建立双电液伺服马达位置同步系统的线性模型,并将双马达模型的耦合作用合理简化,以便于对系统进行分析。为了更加符合工况,加入摩擦非线性因数,建立基于Lugre摩擦模型的双电液伺服马达位置同步系统的非线性模型。提出了基于Mamdani模糊推理模型的模糊复合交叉耦合式同步方案。该控制方案除了每个子通道的PID控制器之外,同步子通道之间还有一个模糊控制器用于补偿同步误差。在子通道控制器设计过程中,基于现代控制理论设计了一种单通道状态同步跟踪器。通过仿真比较各种方案下的同步效果,结果证明本文所设计的模糊复合交叉耦合控制器具有较高的鲁棒性和同步精度。在刚性连接的实验条件下,分别进行了等同式同步方式和复合交叉耦合同步方式的实验研究。实验结果表明:本文所采取的模糊复合交叉耦合控制策略及控制结构有效。本课题为重载液压伺服驱动系统的研究提供了技术支持,具有一定的理论参考价值和实际应用价值。
【关键词】：液压同步 双摆动马达位置同步控制 摩擦非线性 模糊复合交叉耦合
【学位授予单位】：河南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH137.51
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-14
• 1.1 课题研究的背景与意义8-9
• 1.2 液压同步系统综述以及其面临的主要问题9-10
• 1.3 同步控制技术的国内外发展现状10-12
• 1.4 论文的主要工作12-14
• 第2章 电液位置同步系统初步分析14-34
• 2.1 引言14
• 2.2 常见双马达位置同步驱动结构方案14-18
• 2.3 双摆动马达同步控制系统结构方案确定18-20
• 2.4 单侧电液位置伺服系统建模分析20-33
• 2.4.1 阀控摆动马达动力机构的基本方程21-25
• 2.4.2 阀控马达动力机构的传递函数25-27
• 2.4.3 电液伺服阀传递函数27-28
• 2.4.4 伺服放大器和位移传感器的传递函数28-29
• 2.4.5 位置伺服系统传递函数及系统性能分析29-33
• 2.5 本章小结33-34
• 第3章 双摆动马达位置同步系统建模与控制研究34-66
• 3.1 引言34
• 3.2 双摆动马达位置同步系统的线性建模与分析34-38
• 3.3 同步误差产生的原因及其仿真分析38-43
• 3.4 考虑摩擦因素的双电液伺服马达位置同步系统的非线性建模43-48
• 3.4.1 加入摩擦非线性因素建模43-44
• 3.4.2 摩擦模型选择44-46
• 3.4.3 非线性模型的建立46-48
• 3.5 双摆动马达同步系统控制策略48-65
• 3.5.1 双摆动马达同步驱动模糊复合交叉耦合式控制方案的提出48-49
• 3.5.2 阀控马达单通道控制器设计49-57
• 3.5.3 双摆动马达之间位置同步误差补偿器设计57-60
• 3.5.4 双摆动马达模糊复合交叉耦合同步控制原理分析60-61
• 3.5.5 双摆动马达同步控制的仿真分析61-65
• 3.6 本章小结65-66
• 第4章 双摆动马达位置同步的实验研究66-74
• 4.1 引言66-68
• 4.2 等同式同步控制实验研究68-70
• 4.3 模糊复合交叉耦合式同步控制实验研究70-72
• 4.4 本章小结72-74
• 第5章 结论74-76
• 参考文献76-80
• 致谢80-81
• 攻读学位期间的研究成果81

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

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本文编号：367156