基于模糊控制的气动比例阀缸系统的位置控制
发布时间：2022-08-10 17:56
气动技术具有结构简单、工作可靠、无污染等许多显著的优点,在工业生产中得到了越来越广泛的应用,己成为工业自动化不可缺少的重要手段。由于气动系统存在气体的可压缩性、阀的非线性、气缸的摩擦力特性及系统参数易受环境的影响等特点,这些在很大程度上增加了气动位置控制系统的控制难度,使得气动比例位置控制系统难以获得满意的性能。如何实现气动系统快速、准确的位置控制成为目前气动比例/伺服控制技术研究的重要课题。本文所涉气动比例阀缸系统由FESTO公司生产的MPYE-5-1/4-010-B型三位五通比例阀、DGP-25-400-PPV-A-B型无杆气缸组成,由于气动系统的一些特征,使得本文气动比例位置控制系统响应较慢、运行不稳定。本文通过对比例阀、无杆气缸特性的分析,基于空气动力学及质量连续定律、牛顿第二定律等理论对控制系统进行分析,建立了系统的数学模型。分析了系统速度放大系数、固有频率和气动阻尼比、负载变化对系统稳定性的影响。对系统采用传统的比例、PID控制,经仿真发现难以获得良好的控制效果。考虑到流体本身存在的非线性、时变性、参数变化大、外负载干扰大的特征,以及气动系统的非线性,不确定性等因素,结合模...
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 气动技术的现状
1.2 气动技术的发展
1.3 气动比例/伺服控制技术
1.4 气动比例控制方法
1.5 课题研究的内容及意义
第二章 气动比例阀缸位置控制系统的数学模型
2.1 气缸的特性分析
2.2 气动比例阀缸位置控制系统的数学模型
2.2.1 系统概述
2.2.2 比例阀、无杆气缸的技术参数
2.2.3 系统数学模型的推导
2.2.3.1 气缸两腔流量连续性方程
2.2.3.2 电气比例阀的压力—流量方程
2.2.3.3 气缸活塞力平衡方程
2.2.3.4 开环系统数学模型
2.2.3.5 系统参数及具体的模型函数
2.3 气动比例阀缸系统位置控制的特性分析
2.4 气动比例阀缸位置控制闭环系统稳定性分析
2.4.1 闭环系统模型函数的推导及仿真
2.4.2 负载变化对系统稳定性的影响
第三章 模糊控制工程技术
3.1 模糊控制的发展概况
3.2 模糊控制的工作原理
3.3 模糊控制技术
第四章 气动比例阀缸系统的模糊控制
4.1 模糊控制器设计的基本方法
4.2 比例阀缸位置模糊控制原理
4.3 比例阀缸位置模糊控制模型
4.3.1 模糊控制器的结构设计
4.3.2 精确量的模糊化方法
4.3.3 模糊控制规则的设计
4.3.4 模糊量的判决方法
4.3.5 论域、量化因子、比例因子的选择
4.3.6 模糊控制查询表及模糊控制算法流程
4.4 系统模糊控制仿真
4.4.1 MATLAB 简介
4.4.2 MATLAB 图形用户界面设计
4.4.3 系统模糊控制仿真研究
4.4.4 系统负载变化对模糊控制的影响
4.4.5 仿真结果
结论与展望
参考文献
攻读学位期间公开发表的论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]模糊控制的现状与发展[J]. 蔚东晓,贾霞彦. 自动化与仪器仪表. 2006(06)
[2]气动比例控制系统的建模与辨识[J]. 孔祥臻,刘延俊,王勇,蒋守勇. 机床与液压. 2006(09)
[3]模糊控制理论的发展与应用[J]. 陈霞,陈广林. 煤矿现代化. 2004(03)
[4]Matlab在气动比例位置系统辨识仿真中的应用[J]. 陈正洪,杜恩辉. 山东交通学院学报. 2004(02)
[5]基于模糊推理的智能控制系统的现状和展望[J]. 张金梅. 科技情报开发与经济. 2004(01)
[6]比例流量阀控气动伺服系统的反馈线性化控制[J]. 王淑滨,包钢,杨庆俊. 机床与液压. 2002(03)
[7]气动技术的近期发展及其影响因素[J]. 裘华徕. 液压气动与密封. 2002(03)
[8]介绍一种气动新产品—仿生气动肌肉腱[J]. 王雄耀. 液压气动与密封. 2002(01)
[9]关于模糊控制理论与应用的若干问题[J]. 应浩. 自动化学报. 2001(04)
[10]气动比例/伺服位置控制系统的摩擦力特性研究[J]. 陶国良,王宣银,杨华勇. 液压气动与密封. 2001(02)
本文编号：3674090
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 气动技术的现状
1.2 气动技术的发展
1.3 气动比例/伺服控制技术
1.4 气动比例控制方法
1.5 课题研究的内容及意义
第二章 气动比例阀缸位置控制系统的数学模型
2.1 气缸的特性分析
2.2 气动比例阀缸位置控制系统的数学模型
2.2.1 系统概述
2.2.2 比例阀、无杆气缸的技术参数
2.2.3 系统数学模型的推导
2.2.3.1 气缸两腔流量连续性方程
2.2.3.2 电气比例阀的压力—流量方程
2.2.3.3 气缸活塞力平衡方程
2.2.3.4 开环系统数学模型
2.2.3.5 系统参数及具体的模型函数
2.3 气动比例阀缸系统位置控制的特性分析
2.4 气动比例阀缸位置控制闭环系统稳定性分析
2.4.1 闭环系统模型函数的推导及仿真
2.4.2 负载变化对系统稳定性的影响
第三章 模糊控制工程技术
3.1 模糊控制的发展概况
3.2 模糊控制的工作原理
3.3 模糊控制技术
第四章 气动比例阀缸系统的模糊控制
4.1 模糊控制器设计的基本方法
4.2 比例阀缸位置模糊控制原理
4.3 比例阀缸位置模糊控制模型
4.3.1 模糊控制器的结构设计
4.3.2 精确量的模糊化方法
4.3.3 模糊控制规则的设计
4.3.4 模糊量的判决方法
4.3.5 论域、量化因子、比例因子的选择
4.3.6 模糊控制查询表及模糊控制算法流程
4.4 系统模糊控制仿真
4.4.1 MATLAB 简介
4.4.2 MATLAB 图形用户界面设计
4.4.3 系统模糊控制仿真研究
4.4.4 系统负载变化对模糊控制的影响
4.4.5 仿真结果
结论与展望
参考文献
攻读学位期间公开发表的论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]模糊控制的现状与发展[J]. 蔚东晓,贾霞彦. 自动化与仪器仪表. 2006(06)
[2]气动比例控制系统的建模与辨识[J]. 孔祥臻,刘延俊,王勇,蒋守勇. 机床与液压. 2006(09)
[3]模糊控制理论的发展与应用[J]. 陈霞,陈广林. 煤矿现代化. 2004(03)
[4]Matlab在气动比例位置系统辨识仿真中的应用[J]. 陈正洪,杜恩辉. 山东交通学院学报. 2004(02)
[5]基于模糊推理的智能控制系统的现状和展望[J]. 张金梅. 科技情报开发与经济. 2004(01)
[6]比例流量阀控气动伺服系统的反馈线性化控制[J]. 王淑滨,包钢,杨庆俊. 机床与液压. 2002(03)
[7]气动技术的近期发展及其影响因素[J]. 裘华徕. 液压气动与密封. 2002(03)
[8]介绍一种气动新产品—仿生气动肌肉腱[J]. 王雄耀. 液压气动与密封. 2002(01)
[9]关于模糊控制理论与应用的若干问题[J]. 应浩. 自动化学报. 2001(04)
[10]气动比例/伺服位置控制系统的摩擦力特性研究[J]. 陶国良,王宣银,杨华勇. 液压气动与密封. 2001(02)
本文编号：3674090
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