电机载荷模拟液压装置控制方法的研究
本文选题:电机负载模拟 + 液压伺服系统 ; 参考:《长春理工大学》2016年硕士论文
【摘要】:本论文根据电机选型及性能检测的需求,对电机负载模拟系统进行了相关研究。在前人的基础上,对负载模拟系统的控制方法进行了重点研究,以更好地模拟电机在工况中受到负载,为工况下电机的选型提供支持。本文首先对电机在不同工况的负载进行了分析,根据不同负载类型分别建立了液压系统数学模型,其中重点对惯性负载时的“马达状态”和高低频正弦冲击负载时的“泵状态”进行了建模分析。接着,因为模拟系统为一个复杂的非线性系统,为了提升可控性,本文对控制方法进行了研究:首先利用直接闭环方法对惯性力矩模拟系统建模,仿真结果符合要求;然后,针对高低频惯性负载利用直接闭环控制液压系统,并利用Matlab仿真,结果误差较大;接着,基于直接闭环控制系统的误差,改进了直接闭环控制系统并进行了仿真,低频性能得到很好的提升,但高频端响应误差很大;随后,为了优化高频性能,选用PID控制方法对系统进行建模和仿真,仿真结果显示低频和高频稳态有很好的响应,但是高频负载响应时,液压系统输出稳定时间过长,并伴有超调;最后,分析了PID控制器响应效果不好的原因,把模糊控制理论和PID控制理论相结合,构成了智能化控制——模糊PID控制器,结合模糊PID控制器对系统进行了建模和仿真,仿真结果显示,在高频段,系统响应很好。通过对系统控制方法的研究,最终完成了对液压系统的优化。最后设计了实验并对实验数据进行了分析,结果进一步支持了控制方法的可行性。
[Abstract]:According to the requirements of motor selection and performance testing, this paper studies the motor load simulation system. On the basis of previous researches, the control method of load simulation system is studied in order to better simulate the load of motor under working condition and to provide support for the selection of motor under working condition. In this paper, the load of motor under different working conditions is analyzed, and the mathematical model of hydraulic system is established according to different load types. The "motor state" of inertial load and the "pump state" of high and low frequency sinusoidal impact load are analyzed. Then, because the simulation system is a complex nonlinear system, in order to improve controllability, the control method is studied in this paper: firstly, the inertial torque simulation system is modeled by the direct closed-loop method, and the simulation results meet the requirements. Aiming at the high and low frequency inertial load, the hydraulic system is controlled by direct closed loop, and the result error is large by using Matlab simulation. Then, based on the error of the direct closed loop control system, the direct closed loop control system is improved and simulated. The low frequency performance is improved very well, but the response error of the high frequency end is very big. Then, in order to optimize the high frequency performance, the PID control method is used to model and simulate the system. The simulation results show that the low frequency and high frequency steady-state response is very good. But when the high frequency load response, the hydraulic system output stabilization time is too long, accompanied by overshoot. Finally, the paper analyzes the reason why the response effect of PID controller is not good, and combines fuzzy control theory with PID control theory. The intelligent control-fuzzy PID controller is constructed. The system is modeled and simulated with fuzzy PID controller. The simulation results show that the response of the system is very good in high frequency band. Through the study of the control method of the system, the optimization of the hydraulic system is finally completed. Finally, the experiment is designed and the experimental data are analyzed. The results further support the feasibility of the control method.
【学位授予单位】:长春理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TM301.2;TM921.54
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,本文编号:1846323
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