巨型模锻液压机高精度同步纠偏控制研究

发布时间：2017-09-08 03:02

  本文关键词：巨型模锻液压机高精度同步纠偏控制研究

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【摘要】：巨型模锻液压机是一种核心的制造装备,广泛用于航空航天、船舶、汽车及电力工业等行业的关键部件制造,对其的使用和生产能力体现了一个国家的国防工业实力和重型机械制造水平。随着我国经济的发展及工业水平的迅速提升,对巨型模锻液压机工作吨位、精度和质量提出了更高的要求,现有的巨型模锻液压机已不能很好的满足当下的需求。因此,对大吨位高性能的巨型模锻液压机的研究及开发成为时下迫切的需求。本文在对国内外液压机相关的同步控制系统和控制策略文献资料的查阅与研究的基础上,主要考虑了巨型模锻液压机的同步纠偏问题并对其进行深入的研究。在巨型模锻液压机工作过程中其活动横梁很容易发生倾斜,同时,由于其大惯量、大流量及时滞、时变和强非线性等特性,使得对其进行纠偏困难,传统的PID控制很难取得好的控制效果。为此,本文对巨型模锻液压的工作原理及本体结构进行了深入的研究与分析,建立了其同步平衡系统数学模型,其中包括活动横梁受力分析及数学模型、同步液压缸数学模型和比例流量阀数学模型,联立得出液压机同步平衡系统整体数学模型,进行参数确定与给出;进行了液压机的神经元PID控制研究,包括对神经元控制理论的简述、神经元PID控制器的结构设计、神经元控制规则的确定和控制器控制实现,并进行多工况下的仿真研究得出结果。同时,也进行液压机的模糊PID控制研究,包括模糊控制理论概述、模糊PID控制器控制规则设计及控制器实现,并进行多种工况的仿真研究;通过对两种智能控制仿真研究结果的分析研究,确定了控制性能更加优异的模糊PID控制策略能够很好的满足液压机性能控制要求;最后进行了实验验证,实验结果表明了所建立的数学模型理论的正确性及所设计的控制策略的有效性。
【关键词】：巨型模锻液压机 同步纠偏 数学模型 控制策略 仿真 实验
【学位授予单位】：湖南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG315.4
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-16
• 1.1 课题来源、研究背景及意义9-11
• 1.1.1 本文课题的来源9
• 1.1.2 课题研究背景9-10
• 1.1.3 研究意义10-11
• 1.2 巨型模锻液压纠偏问题11-14
• 1.2.1 模锻液压机原理11
• 1.2.2 液压机结构11-12
• 1.2.3 巨型模锻液压机的纠偏问题12-14
• 1.3 巨型模锻液压机同步控制系统概况14
• 1.3.1 巨型模锻液压机同步控制系统特点14
• 1.3.2 巨型模锻液压机同步控制系统的研究概况14
• 1.4 论文主要研究内容及结构安排14-16
• 第二章 巨型模锻液压机同步平衡系统建模16-29
• 2.1 同步平衡系统工作原理16-17
• 2.2 同步平衡控制系统数学建模17-25
• 2.2.1 活动横梁受力分析及其力学模型17-23
• 2.2.2 同步液压缸数学模型23
• 2.2.3 比例流量阀模型23-25
• 2.3 巨型模锻液压机同步系统基本参数25-28
• 本章小结28-29
• 第三章 巨型模锻液压机同步平衡系统的神经元PID控制研究29-42
• 3.1 增量式PID控制29-30
• 3.2 神经网络控制30-35
• 3.2.1 神经元网络原理30-33
• 3.2.2 基于神经元网络的PID控制33-35
• 3.3 液压机同步系统神经元PID控制器的设计35-37
• 3.3.1 液压机同步系统单神经元PID结构35-36
• 3.3.2 神经元网络的学习规则设定36-37
• 3.3.3 神经元PID控制器可调参数选取37
• 3.4 液压机同步平衡系统的单神经元PID控制仿真研究37-41
• 本章小结41-42
• 第四章 巨型模锻压机同步平衡系统的模糊逻辑控制研究42-57
• 4.1 模糊逻辑控制理基本原理42-43
• 4.2 模糊控制器的设计43-49
• 4.2.1 模糊控制器的结构选择43-44
• 4.2.2 模糊控制器模糊方法44-47
• 4.2.3 模糊控制规则及推理决策47-48
• 4.2.4 模糊控制器解模糊48-49
• 4.3 模糊PID控制49-50
• 4.4 液压机同步系统模糊控制器设计50-53
• 4.5 液压机同步平衡系统模糊PID控制仿真研究53-56
• 本章小结56-57
• 第五章 同步平衡系统实验研究57-60
• 5.1 实验液压机57
• 5.2 人机界面57-58
• 5.3 同步控制实验研究58-59
• 5.3.1 实验目的58
• 5.3.2 模糊PID控制与普通PID控制的实验对比58-59
• 本章小结59-60
• 第六章 全文总结60-62
• 6.1 研究工作总结60
• 6.2 研究展望60-62
• 参考文献62-65
• 攻读学位期间主要的研究成果65-66
• 致谢66

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本文编号：811484