基于PI控制的液压缸速度稳定性研究

发布时间：2023-02-12 16:36

　　随着现代工业的快速发展,液压技术在各行各业都有广泛的应用,其中对于液压缸的速度稳定性的研究依然是研究热点之一。本文首先分析了单液压缸节流调速速度稳定性原理,建立了液压缸速度负载模型;阐述了液压缸速度的稳定性与外负载、节流阀阀口开度和前后压差等因素有关;提出了在负载变化的情况下,通过改变节流阀阀口开度和改变系统溢流阀调定压力,实现液压缸速度稳定的方法,即:通过检测液压缸速度的变化情况,引入反馈技术,动态调节节流阀阀口开度或动态调节节流阀进口压力,实现进入液压缸流量基本恒定,稳定液压缸速度。针对所提方法,分别建立了五种节流调速的液压缸动力学模型,利用MATLAB中的Simulink模块建立了仿真系统。仿真结果表明,五种节流调速方案都能使液压缸速度保持稳定,但液压缸速度均存在稳态误差。为了减小稳态误差,引入了 PI反馈控制回路,通过检测液压缸活塞杆的位移,计算出液压缸实时速度,将实际速度和期望速度进行比较得到偏差值,经过比例、积分处理,得到相应的调整值,调节液压缸速度。基于该原理,对进油口节流调速、出油口节流调速、进出油口开度一致节流调速和进出油口开度不同节流调速进行单液压缸速度仿真,仿真结...

【文章页数】：96 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 速度控制策略
    1.3 本文研究内容
第二章 液压缸速度稳定性分析
    2.1 进油节流调速
        2.1.1 进油节流调速速度稳定性分析
        2.1.2 进油节流调速系统建模
        2.1.3 进油节流调速系统仿真
    2.2 回油节流调速
        2.2.1 回油节流调速速度稳定性分析
        2.2.2 回油节流调速系统建模
        2.2.3 回油节流调速系统仿真
    2.3 进出油口开度一致节流调速
        2.3.1 进出油口开度一致节流调速速度稳定性分析
        2.3.2 进出油口开度一致节流调速系统建模
        2.3.3 进出油口开度一致节流调速系统仿真
    2.4 进出油口开度不同节流调速
        2.4.1 进出油口开度不同节流调速速度稳定性分析
        2.4.2 进出油口开度不同节流调速系统建模
        2.4.3 进出油口开度不同节流调速系统仿真
    2.5 溢流阀可调进口节流调速
        2.5.1 溢流阀可调进口节流调速系统建模
        2.5.2 溢流阀可调进口节流调速系统仿真
    2.6 五种单缸节流调速回路对比
    2.7 本章小结
第三章 基于PI控制策略的液压缸速度稳定方法
    3.1 PI控制策略
    3.2 节流调速PI控制
        3.2.1 进油口节流调速PI控制
        3.2.2 回油口节流调速PI控制
        3.2.3 进出油口开度一致节流调速PI控制
        3.2.4 进出油口开度不同节流调速PI控制
    3.3 本章小结
第四章 电控节流阀设计
    4.1 电控节流阀结构设计
    4.2 电控节流阀步进电机选型
    4.3 手动节流阀电动改造
    4.4 电控节流阀控制线路设计
    4.5 本章小结
第五章 液压与控制系统设计
    5.1 液压系统原理图设计
    5.2 液压控制系统设计
        5.2.1 界面设计
        5.2.2 电磁铁-放大器-D/A连接线路
        5.2.3 高速计数器1HC与光栅尺连接线路
        5.2.4 电机控制与变频器连接线路
        5.2.5 控制程序设计
    5.3 本章小结
第六章 实验
    6.1 实验台
    6.2 电液比例阀实验
        6.2.1 电液比例阀常规调速控制系统
        6.2.2 电液比例阀PI调速控制系统
    6.3 电控节流阀实验
        6.3.1 电控节流阀常规调速控制系统
        6.3.2 电控节流阀PI调速控制系统
    6.4 实验结论
    6.5 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 工作总结
    7.2 研究展望
参考文献
附录
    附录Ⅰ 液压控制系统线路
    附录Ⅱ 电液比例阀常规调速梯形图
致谢
作者在攻读硕士学位期间主要的研究成果
    1. 攻读硕士学位期间参与的项目
    2. 攻读硕士学位期间发表的学术论文
    3. 攻读硕士学位期间所授权的专利



本文编号：3741443