液压运动控制实验台力控制系统研究

发布时间：2017-11-19 10:10

  本文关键词：液压运动控制实验台力控制系统研究

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【摘要】：首先概括了论文的研究背景和液压运动控制实验台在当今社会的发展趋势以及在工业上的广泛应用，同时成为各大工科院校教学、科研的必备设备。介绍了液压伺服控制技术的发展状况和液压伺服系统的组成及特点。 介绍了正在我校液压实验室使用中的液压运动控制实验台，对它所能完成的实验功能加以描述，详细的介绍了实验台的系统组成及工作原理。针对伺服比例阀控制非对称液压缸的闭环力控制系统，对实验台现有的液压原理图进行简化处理。 对该液压实验台所采用的计算机控制方法做出了详细的描述，针对实验台的设计要求，介绍了工控机、传感器、数据采集卡的选取方法，同时介绍了该液压实验台的工业编程软件。 着重介绍了伺服比例阀控制非对称液压缸的闭环力控制系统。通过计算液压缸的固有频率，与伺服比例阀的频宽向比较，得出该伺服比例阀为二阶振荡环节，在此基础上对实际应用的伺服比例阀建立了AMEsim元件模型，通过对所搭建的伺服比例阀模型进行仿真计算，对所得到的数据及曲线与真实伺服比例阀的样本相对比，得出阀模型建立的准确性。根据实际的样本参数创建了液压缸的AMEsim元件模型。在阀和液压缸模型建立的基础上，给出了弹性负载和非弹性负载两种负载加载条件下的闭环力控制系统的AMEsim模型。 因为计算机是一个离散控制系统，所以该闭环力控制系统也为离散控制系统，重点阐述了离散控制系统的工作原理及特点和组成、采样频率的选择等问题。针对该计算机离散力控制系统，分析了不同采样时间对系统的影响，设置系统元件的各项参数，对系统进行仿真，，并在弹性负载以及非弹性负载两种负载加载条件下分析了系统的动态响应特性曲线。实验台所用的力传感器在实际工作状态下存在一定的干扰误差，利用AMEsim软件中的随机信号模型来模拟干扰信号，分析该信号对两种加载系统的影响。 阐述了PID控制的原理及组成，对系统加入PID控制器进行校正，研究比例环节、积分环节、微分环节的作用，通过多次试验，得到比较合理的PID控制参数，使该系统的各项性能获得大幅度提高。 建立系统的数学模型，并推导其传递函数，通过仿真画出系统的开环伯德图，对系统的稳定性能进行分析，使理论结合实践，为工业上的阀控液压缸垂直力加载系统提供理论依据和参考经验。
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH137

【参考文献】

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本文编号：1203184