基于模糊自适应PID控制的摊铺机行走系统的研究

发布时间：2017-07-19 12:26

  本文关键词：基于模糊自适应PID控制的摊铺机行走系统的研究

  更多相关文章： 沥青混凝土摊铺机 行走系统 数学模型 模糊自适应PID控制 Matlab/Simulink仿真

【摘要】：随着我国交通事业反的发展,对路面特别是高速公路路面阿施工提出了更高的要求,这就要求路面施工机械的作业质量进一步提高。沥青混凝土摊铺机作为路面施工重要设备之一,其技术水平天越来越受到人们的关注。自上世纪八十年代以来,我国通过引进、消化、吸收,工程会机械技术水平和制造能力得到个较快的发展,但是对于核心部分反的研究仍然落后于国外先进水平,这很大程度上限制了为我国摊铺机技术的发展。路面平整度、密实度和离析度时作为施工路面质量的指标,与摊铺机行走速度的若稳定性有着密切的关系。所以研究摊铺机场行走系统,对于提高我国摊铺机下作业质量具有重大意义。首先,本文通过对国内外摊铺机行走系统这现有技术进行详细分析,采用和经典的理论方法对摊铺机的做了运动学及动力学分析,建立了无速度特性方程,对影响摊铺机行走速度平稳性的它因素做了系统的分析总结。这有助于我们会建立更加完善的控制算法。通过对摊铺机行走系统结构法的了解,在受力平衡方程和力流量连续性方程等理论的基础上,建立了详细的数学模型。其次,提出了模糊自适应PID及控制算法。通过与下常规PID控制算法在各自和特点及适用范围上的对比,在理论上下证实了其可行性。对模糊时自适应PID控制器的各个组成个环节进行了详细论述,并设计出针对样机的具体的模糊自适应PID控制器。在此基础上给出了具有模糊自适应PID控制器的如摊铺机行走系统的结构框图。最后,用Matlab/Simulink软件建立了个具有模糊自适应PID控制器的与摊铺机行走系统的仿真模型。分别对常规PID控制算法和呢模糊自适应PID控制算法下的了控制系统进行仿真分析研究。仿真结果表明,提出的模糊自适应PID控制算法明显提高了系统的动态性能和稳态精度,超调量由29.54%降为10.51%,调整时间由3.3s减少为1.8s。也就是说,基于模糊自适应PID控制算法是的摊铺机行走系统,具有更强的参数适应能力、鲁棒性及抗干扰能力。
【关键词】：沥青混凝土摊铺机 行走系统 数学模型 模糊自适应PID控制 Matlab/Simulink仿真
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U415.521
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 摊铺机简介9-10
• 1.2 沥青混凝土摊铺机行走系统研究意义10-12
• 1.2.1 行走速度平稳性的研究意义10-11
• 1.2.2 行走速度平稳性控制的对比分析11-12
• 1.3 摊铺机行走控制概况12-15
• 1.3.1 行走系统的发展史12
• 1.3.2 行走驱动系统的研究现状12-13
• 1.3.3 摊铺机行走控制系统国内外研究与应用现状13-15
• 1.4 本文的主要研究内容15-17
• 第二章 沥青混凝土摊铺机行走系统结构及速度特性分析17-31
• 2.1 沥青混凝土摊铺机行走系统简介17-20
• 2.1.1 行走系统的组成结构17-20
• 2.1.2 行走系统的工作原理20
• 2.2 摊铺机的运动学与动力学分析研究20-23
• 2.2.1 摊铺机液压行走系统的运动学分析20-21
• 2.2.2 额定滑转率的确定21
• 2.2.3 摊铺机的动力学分析21-23
• 2.3 驱动系统的速度特性23-27
• 2.3.1 基本假定24-25
• 2.3.2 建立速度特性方程25-27
• 2.3.3 速度特性分析27
• 2.4 影响摊铺机行走速度平稳性的因素27-29
• 2.4.1 影响行走速度平稳性的因素27-28
• 2.4.2 负载对行车速度平稳性的影响28-29
• 2.5 本章小结29-31
• 第三章 摊铺机行走系统数学模型的建立31-41
• 3.1 数学建模概述31
• 3.2 摊铺机液压泵排量调节系统数学模型的建立31-37
• 3.2.1 行走液压泵电液比例阀31-33
• 3.2.2 行走泵伺服变量机构33-36
• 3.2.3 行走泵活塞和斜盘倾角36-37
• 3.3 摊铺机泵控马达系统37-39
• 3.4 行走速度环节39
• 3.5 摊铺机行走系统的传递函数框图39-40
• 3.6 本章小结40-41
• 第四章 沥青混凝土摊铺机行走控制系统的设计41-57
• 4.1 速度控制算法的概述41
• 4.2 摊铺机行走系统的要求41-43
• 4.3 常规PID控制在摊铺机行走控制系统中的应用43-45
• 4.4 摊铺机行走速度的模糊控制45-46
• 4.5 模糊自适应PID控制算法46-55
• 4.5.1 模糊语言变量的确定48-50
• 4.5.2 语言值隶属度函数的确定50-51
• 4.5.3 模糊控制规则和模糊推理51-53
• 4.5.4 去模糊化53-55
• 4.6 本章小结55-57
• 第五章 沥青混凝土摊铺机行走控制系统的仿真研究57-69
• 5.1 系统仿真的简单介绍57
• 5.2 仿真软件的介绍57-59
• 5.2.1 Matlab简介57
• 5.2.2 Simulink简介57-59
• 5.3 仿真及分析59-65
• 5.3.1 系统仿真初始参数的设定59-60
• 5.3.2 控制器的设计60-64
• 5.3.3 建立模糊自适应PID控制器的仿真模型64-65
• 5.4 摊铺机行走系统的仿真及其结果分析65-67
• 5.4.1 仿真计算65-66
• 5.4.2 仿真结果分析66-67
• 5.5 本章小结67-69
• 结论与展望69-71
• 参考文献71-75
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果75-76
• 致谢76

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3 陈晓冲,王万平;常规PID控制和模糊自适应PID控制仿真研究[J];机床与液压;2004年12期

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9 张安明;;模糊自适应PID在船舶汽柴机组并联电站中的应用研究[J];上海船舶运输科学研究所学报;2012年01期

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1 王晓枫;;模糊自适应PID电液位置伺服系统研究[A];全国冶金自动化信息网2009年会论文集[C];2009年

2 白瑞祥;陈晓艳;费春国;;模糊自适应PID控制及控件实现[A];首届信息获取与处理学术会议论文集[C];2003年

3 王贵成;汪勇;张占胜;常静;徐心和;;自适应模糊PID控制器的设计[A];2008中国仪器仪表与测控技术进展大会论文集（Ⅰ）[C];2008年

4 张胜利;安连祥;;一种模糊自适应PID控制器的仿真研究[A];'2002系统仿真技术及其应用学术论文集（第四卷）[C];2002年

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6 黄银萍;唐志勇;;工程机械电液比例阀控制系统模糊PID控制器研究[A];中国机械工程学会流体传动与控制分会第六届全国流体传动与控制学术会议论文集[C];2010年

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9 郭荣祥;沙峰;赵金凤;;模糊自适应PID控制在换热站自动控制中的研究[A];自动化技术与冶金流程节能减排——全国冶金自动化信息网2008年会论文集[C];2008年

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本文编号：562926