串联式泵阀协控系统控制方法研究

发布时间：2017-11-19 13:28

  本文关键词：串联式泵阀协控系统控制方法研究

  更多相关文章： 泵阀协控 鲁棒Hinf控制 自适应控制 系统辨识

【摘要】：液压伺服控制系统以其特有的优势得到了广泛的应用,然而其节流控制的基本原理使得液压伺服系统的效率极为低下,造成能源的浪费,限制了其应用领域的扩展,不符合当今绿色可持续发展的趋势。为提高液压伺服系统的效率,本文从综合泵控系统高效与阀控系统高性能的角度出发,对泵阀协控系统进行了研究,选择了串联式泵阀协控的系统结构。研究了串联式泵阀协控系统控制策略,提出了系统流量分时段适应控制和系统压力分时段适应控制的控制策略,以适应负载流量和压力的需求。针对串联式泵阀协控系统系统流量和压力变化的特点,建立了串联式泵阀协控系统的数学模型,研究了阀控系统、泵站系统和泵阀协控系统的特性,分析了系统参数摄动对阀控系统的影响,得出系统压力的变化直接影响阀控系统开环增益、系统参数摄动影响阀控系统稳定性和控制性能的结论。根据上述结论对阀控系统的控制策略进行了研究,提出了鲁棒Hinf控制和阀控系统增益自适应的控制策略,设计出了鲁棒MIT自适应控制器。针对MIT自适应控制算法受初始状态影响而易失效的缺陷,本问采用检测系统压力的方法对MIT自适应控制器的可调增益赋予初始值和采用饱和积分的措施对鲁棒MIT自适应控制器进行了改进,并对改进的鲁棒MIT自适应控制器进行了仿真验证,验证了控制效果的有效性。利用系统辨识的方法,对实验台模型进行了参数辨识,得出实验台的数学模型,并根据实验台的数学模型,设计了PID控制器、鲁棒Hinf控制器、鲁棒MIT自适应控制器和改进的鲁棒MIT自适应控制器,并通过XPC Target半实物仿真环境,对控制器模型进行了实验验证,实验结果证明,在应对系统参数摄动时,改进的鲁棒MIT自适应控制器控制性能与标称系统下的鲁棒控制器基本一致,具有很好的鲁棒稳定性和鲁棒控制性能,且具有较强的抑制干扰的能力。实验表明改进的鲁棒MIT自适应控制效果的优异性能,是较理想的串联式泵阀协控系统中阀控系统的控制器。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP273;TH137

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本文编号：1203720