基于粒子群算法的液压位置伺服系统的研究

发布时间：2017-10-16 05:45

  本文关键词：基于粒子群算法的液压位置伺服系统的研究

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【摘要】：随着人们对液压伺服系统控制要求的提高，传统的控制方法已难满足系统的控制要求。精校机的电液位置伺服系统就是一个典型的非线性时变系统，其系统复杂、存在参数的变化和外干扰，系统的控制要求高、难度大，传统控制方法已难较好地实现对系统控制。针对此情况，分析系统、寻求一种好的控制算法来对系统进行更好控制具有一定的现实意义。 本文首先设计了某型精校机的电液位置伺服系统，分析各液压元件的主要功用，初步推导出四通阀控液压缸的传递函数。然后对其在不同负载的传递函数进行简化，建立伺服系统中其它液压元件的数学模型，进而建立精校机液压位置伺服系统的数学模型。通过系统的传递函数，分析精校机系统的稳定性以及频率响应特性。针对传统PID控制器对复杂系统控制的不足，论文设计了粒子群PID控制器，并将粒子群PID控制器应用到精校机的电液位置伺服系统中。首先分析选取不同的PSO参数时，利用Matlab仿真软件绘出系统不同PSO参数下的单位阶跃响应曲线图，，分析结果并选取控制效果较优时的参数作为粒子群PID控制时的参数。仿真并分析传统PID控制与粒子群群PID控制下的系统性能指标，从仿真结果可以看出与传统PID控制相比，粒子群PID控制器下的系统超调量小、响应时间短。最后分析不同阻尼比下传统PID控制器与粒子群PID控制器下系统的阶跃响应曲线，得出结论。 论文的方法和结论对于精密校直机的电液位置伺服系统的控制具有一定的理论和实际意义。
【关键词】：电液伺服系统 粒子群PID 精校机 仿真
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH137
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-13
• 插图清单13-14
• 列表清单14-15
• 第一章 绪论15-25
• 1.1 液压伺服控制的应用与发展15-17
• 1.2 电液伺服系统构成及原理17-20
• 1.3 校直机简介20-22
• 1.3.1 校直机的用途20
• 1.3.2 校直机的起源与发展20-22
• 1.3.3 精校机的校直原理22
• 1.4 本文研究目的和研究内容22-25
• 1.4.1 本文的研究目的22-23
• 1.4.2 本文的研究内容23-25
• 第二章 粒子群算法的理论基础25-35
• 2.1 粒子群算法的来源25-26
• 2.2 PSO 算法的更新过程26-28
• 2.3 PSO 算法设计原则及步骤28-30
• 2.3.1 PSO 算法的设计原则28-29
• 2.3.2 PSO 算法的步骤29-30
• 2.4 PSO 算法与其他算法的比较30-31
• 2.5 PSO 参数的选择31-33
• 2.6 粒子群算法的应用33-34
• 2.7 本章小结34-35
• 第三章 液压位置伺服系统的建模及动态分析35-48
• 3.1 校直机液压伺服系统原理与系统的建模35-43
• 3.1.1 精密校直机位置系统的构成35-38
• 3.1.2 四通阀控单出杆液压缸的传递函数38-39
• 3.1.3 四通阀控液压缸传递函数的简化39-40
• 3.1.4 校直机电液位置伺服系统的数学模型40-43
• 3.2 电液位置伺服系统的性能分析43-46
• 3.2.1 负载是惯性负载、外负载力43-45
• 3.2.2 负载是惯性负载、弹性负载、外负载力45-46
• 3.3 本章小结46-48
• 第四章 粒子群 PID 控制器的设计48-53
• 4.1 PID 控制原理48-50
• 4.2 粒子群 PID 控制器的设计50-52
• 4.2.1 评价函数50-51
• 4.2.2 算法实现51-52
• 4.3 本章小结52-53
• 第五章 校直机液压位置伺服系统的仿真研究53-66
• 5.1 Simulink 的简介53
• 5.2 粒子群参数不同情况下系统的仿真分析53-57
• 5.2.1 不同的惯性因子 w54-56
• 5.2.2 不同的学习因子 c56-57
• 5.3 粒子群 PID 控制器的仿真分析57-65
• 5.3.1 压头空载下行时电液位置伺服系统的仿真研究57-59
• 5.3.2 负载是惯性负载、弹性负载、外负载力时的仿真分析59-61
• 5.3.3 不同阻尼下系统的仿真分析61-65
• 5.4 本章小结65-66
• 第六章 全文总结与工作展望66-68
• 6.1 论文的总结66
• 6.2 论文的不足与展望66-68
• 参考文献68-71
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文71-72

【参考文献】

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1 王s

本文编号：1040966