具有运动控制功能的电液比例阀控制器研究

发布时间：2017-05-06 13:15

  本文关键词：具有运动控制功能的电液比例阀控制器研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,随着电液比例技术的发展,凭借着成本低、抗污染能力强的优点,电液比例阀在许多工业设备中逐渐取代了电液伺服阀。使用数字式比例控制器可方便地对电液比例位置控制系统进行运动控制,因其具有结构简单、维护方便、适应大功率控制及具有一定控制精度等特点在工程领域得到了广泛应用。本文根据系统性能需求提出并实现了一种性能优良、可靠性高、稳定性强的电液比例阀控制器,将其应用于电液比例阀控缸位置控制系统中,具有良好的控制性能。本文的研究工作主要有：(1)提出总体设计方案,采用ARM控制器为核心搭建下位机硬件系统,在此基础上设计软件系统完成主要控制功能；为了方便系统调试,在PC机上设计了上位机人机界面,确保整个系统具有良好的人机交互性。(2)为了减少现场工程师的产品调试工作量和时间,基于继电反馈法和三维黄金分割法设计了一种PID自整定方法,在电液比例阀阀心位置控制中完成了PID参数自整定,得到的最终结果具有良好的控制性能。(3)搭建了电液比例阀控缸位置控制系统的液压实验台,由于该系统具有强烈的非线性,建立了系统的非线性模型以确保仿真结果与实际系统更贴近,并在Simulink中对系统进行了仿真。(4)对电液比例阀控缸位置控制系统的三个闭环由内而外分别进行参数整定,并分别进行静态和动态特性的测试。为了避免电磁铁死区的影响,采用差动控制模式对电磁铁进行控制。在液压缸位移闭环PID控制器中为充分发挥微分项的控制作用,设计了一个四阶切比雪夫低通滤波器对微分项进行数字滤波。由于系统中使用的比例阀死区较大,加入阀心死区补偿之后改善了其控制性能。最后,对本论文的研究工作进行了总结,对存在的一些缺点和不足之处提出了进一步研究工作的设想和展望。
【关键词】：电液比例阀 比例控制器 PID自整定 位置控制
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH137.52
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-20
• 1.1 电液比例阀控制器的发展概况和国内外研究现状10-14
• 1.2 电液比例阀控缸位置控制系统国内外研究现状14-16
• 1.3 PID自整定国内外研究现状16-18
• 1.4 课题研究意义及内容18-20
• 2 电液比例阀控制器软硬件系统研究20-31
• 2.1 电液比例控制器总体方案研究20-21
• 2.2 下位机硬件系统21-24
• 2.3 下位机软件系统24-29
• 2.4 上位机软件29-30
• 2.5 本章小结30-31
• 3 PID自整定方法研究31-45
• 3.1 继电反馈法31-33
• 3.2 一维黄金分割法33-34
• 3.3 三维黄金分割法34-35
• 3.4 目标函数35-36
• 3.5 PID自整定实验36-43
• 3.6 本章小结43-45
• 4 电液比例阀控缸位置控制系统非线性建模与仿真45-62
• 4.1 电液比例阀控缸位置控制系统实验台45-47
• 4.2 电液比例阀控缸位置控制系统建模47-57
• 4.3 电液比例阀控缸位置控制系统Simulink仿真57-61
• 4.4 本章小结61-62
• 5 电液比例阀控缸位置控制系统实验与调试62-88
• 5.1 比例电磁铁电流闭环PI参数整定62-68
• 5.2 阀心位置闭环PID参数整定68-76
• 5.3 液压缸位移闭环PID参数整定76-87
• 5.4 本章小结87-88
• 6 总结与展望88-90
• 6.1 总结88-89
• 6.2 展望89-90
• 参考文献90-94
• 攻读硕士学位期间发表论文目录94

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