气动数字阀控制策略的研究

发布时间：2021-08-21 08:28

　　随着煤炭开采科学技术的发展,科研机构对煤芯瓦斯解析测试精度提出了更高的要求,因此研究提钻取芯过程中煤芯瓦斯非等压解析特性是研究者面临的重要课题。研究者希望建立一套提钻取芯模拟系统,在实验室条件下,再现提钻取芯的压力变化过程。由于提钻时间很长,取芯模拟系统实际是一个气体微小流量的精确控制问题。本论文采用数字阀控制模拟系统的压力。电气（液）控制系统由计算机实时控制是今后气动（液压）技术发展的重要趋向,因而研究数字阀系统是当前的一个重要任务。在国内,数字阀系统的发展还不成熟,因此本论文所研究的课题在工业应用中具有重要的理论价值和实际意义。本课题主要研究数字阀对气体微小流量精确控制的控制策略。文中提出的控制策略是模糊控制器控制脉宽调制信号占空比,该策略可以自动地控制数字阀处于开状态的时间,以提高控制精度。通过对脉宽调制技术和模糊控制技术的探讨,建立了相应的数学模型,设计了新型数字阀控制器,并应用数字仿真软件进行数字仿真,研究控制策略对控制结果的影响,为建立试验系统提供依据,在仿真的基础上建立试验系统,进行试验验证。研究结果表明:本论文提出的数字阀控制策略在仿真和试验中都得到了满意的控制效果;在... 

【文章来源】：河南理工大学河南省

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 问题提出
    1.2 数字阀的国内外研究现状
        1.2.1 国内研究现状
        1.2.2 国外研究现状
    1.3 数字阀的发展前景及分类
    1.4 本论文的研究内容和意义
2 数字阀控制系统的组成
    2.1 数字阀控制器
    2.2 驱动放大器
        2.2.1 信号输入部分
        2.2.2 功率驱动部分
        2.2.3 阻抗变换部分
    2.3 高速开关阀
        2.3.1 高速开关阀的工作原理和结构特性
        2.3.2 高速开关阀性能指标及特点
    2.4 传感器
    2.5 本章小结
3 数字阀控制器控制策略
    3.1 脉宽调制(PWM)控制技术
        3.1.1 脉宽调制(PWM)控制技术的控制原理
        3.1.2 PWM 控制系统
        3.1.3 PWM 信号的生成方法
    3.2 模糊控制理论基础
        3.2.1 模糊数学
        3.2.2 模糊控制理论
        3.2.3 模糊推理
    3.3 模糊控制系统
        3.3.1 模糊控制器的功能
        3.3.2 模糊控制系统分类
        3.3.3 模糊控制器的设计与分析
        3.3.4 模糊控制性能的改善
    3.4 本章小结
4 数字阀模糊控制器设计
    4.1 控制器控制对象的特点和控制任务
    4.2 模糊控制器的设计
        4.2.1 模糊控制器的语言变量
        4.2.2 输入、输出语言变量赋值表
        4.2.3 建立模糊状态表
        4.2.4 模糊控制查询表
    4.3 本章小结
5 阀控仿真模型的建立及数字仿真
    5.1 阀控压力容器数学模型的建立
        5.1.1 模型假设
        5.1.2 理想气体的状态方程
        5.1.3 阀体的非线性数学模型
        5.1.4 高速开关阀的阀芯运动分析
    5.2 数字仿真发展及仿真软件 Simulink 的介绍
        5.2.1 计算机仿真技术概述
        5.2.2 Simulink 技术特点
        5.2.3 基于simulink 建模仿真的一般步骤
    5.3 气动数字阀控制系统仿真和结果分析
        5.3.1 控制系统的仿真模型
        5.3.2 仿真参数的确定
        5.3.3 仿真模型及仿真结果分析
    5.4 本章小结
6 试验结果分析
    6.1 取芯模拟试验系统总体方案设计
    6.2 试验结果及分析
    6.3 本章小结
7 全文总结
    7.1 工作总结
    7.2 今后展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集


【参考文献】：
期刊论文
[1]高性能电液比例阀的现场总线接口[J]. 郝鸿雁,计青山,刘国平.  液压与气动. 2006(06)
[2]基于比例阀门的精密气压控制方法研究[J]. 崔保健,李国新.  计算机测量与控制. 2005(12)
[3]超高速比例阀用电磁铁的研究与开发[J]. 江竹,于兰英,柯坚.  机械设计与制造. 2005(05)
[4]Dynamic characteristics of hydraulic power steering system with accumulator in load-haul-dump vehicle[J]. 杨忠炯,何清华,柳波.  Journal of Central South University of Technology（English Edition）. 2004(04)
[5]模糊自整定PID控制器的设计及其应用[J]. 吴振顺,姚建均,岳东海.  哈尔滨工业大学学报. 2004(11)
[6]数字阀的优化设计研究[J]. 赵晓燕,张胜昌,许仰曾,杨逢瑜.  机床与液压. 2004(10)
[7]二通插装阀的结构原理和功能分析[J]. 黄人豪.  流体传动与控制. 2004(04)
[8]用二通插装式控制阀实现液压传动系统的集成[J]. 罗艳蕾,胡应曦.  煤矿机械. 2004(03)
[9]基于微小流量阀的匀速加载压力控制系统研究[J]. 项祖丰,姜伟,殷建军.  机床与液压. 2003(04)
[10]数字阀控制器的研究[J]. 李胜,阮健,裴翔.  机电工程. 2001(05)

博士论文
[1]容器放气过程的数值模拟及热力学模型研究[D]. 杨丽红.上海交通大学 2007
[2]液压挖掘机节能模糊控制系统研究[D]. 国香恩.吉林大学 2004

硕士论文
[1]基于DSP的数字阀控制器的研究[D]. 许宇翔.浙江工业大学 2008
[2]高速开关阀控锥阀[D]. 汤展跃.中南大学 2006
[3]2D气动数字伺服阀研究[D]. 白继平.浙江工业大学 2005
[4]高速开关阀控汽车液压主动悬架系统模糊控制研究[D]. 黄中华.中南大学 2002



本文编号：3355252