电液混合驱动系统及其控制策略研究

发布时间：2017-10-17 22:08

  本文关键词：电液混合驱动系统及其控制策略研究

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【摘要】：针对现代驱动装置中大功率与高精度、快速响应之间难以协调的矛盾，提出了电-液混合驱动的新思路。研究混合驱动系统动态设计理论和方法以及系统控制策略，以达到提高系统定位精度与响应速度的目的。 本文首先论述了混合驱动系统的发展现状和存在的问题。对电液混合驱动系统进行了详细的分析，从它的工作原理出发，分析系统中各组成部分的作用。 其次，进行电液混合驱动系统设计理论研究：建立了描述液压比例阀动态性能的数学方程和液压缸的流量方程；研究液压缸活塞杆的摩擦特性，并建立了数学模型；研究了液压系统在典型负载条件下的动态响应特性；在电气伺服驱动系统理论研究中，建立了永磁交流伺服电机的数学模型，研究其控制策略；构建了传动机构数学模型；在Matlab/Simulink中建立了框图模型，进行了仿真分析。 然后，在以上理论的基础上，研究电液混合驱动系统控制策略，探讨混合驱动分级的依据及控制策略切换阈值，，建立了联合动态仿真模型并进行仿真，仿真结果表明，系统达到了快速精确定位的目的。 最后，研制混合驱动实验装置，对各个主要元器件进行选型计算，设计了系统的液压原理图和电气接线图，搭建了混合驱动系统实验装置，编制了平台控制软件，开展了初步的调试实验，为实验验证理论模型奠定了基础。 本文的研究成果为冶金装备、锻压装备和数控机床等高端装备提供了高精度驱动的理论依据和设计方法，有较大实用价值和经济意义。
【关键词】：混合驱动 动态仿真 切换控制策略 模糊控制 实验平台
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH137;TP273
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 绪论8-14
• 1.1 电液混合驱动系统简介8-9
• 1.2 研究现状和发展趋势9-13
• 1.2.1 驱动系统的发展9-11
• 1.2.2 混合驱动系统研究现状11-13
• 1.3 研究内容及意义13
• 1.4 本章小结13-14
• 2 液压驱动系统建模及仿真14-24
• 2.1 液压驱动系统简化14-15
• 2.2 液压驱动系统的数学模型15-19
• 2.3 液压驱动系统动态特性仿真分析19-23
• 2.3.1 仿真模型的建立19-21
• 2.3.2 仿真参数的计算21-22
• 2.3.3 仿真结果及动态特性分析22-23
• 2.4 本章小结23-24
• 3 电气伺服驱动系统建模及仿真24-36
• 3.1 永磁同步伺服电机建模及其控制策略研究24-31
• 3.1.1 永磁同步电机结构及其工作原理24-25
• 3.1.2 永磁同步伺服电机数学建模25-28
• 3.1.3 永磁同步电机矢量控制方法28-30
• 3.1.4 Matlab 中电机模型及控制策略的实现30-31
• 3.2 机械传动机构数学模型31-33
• 3.3 电气伺服驱动系统仿真分析33-35
• 3.3.1 电气伺服驱动系统精度分析33-34
• 3.3.2 电气伺服驱动系统动态特性分析34-35
• 3.4 本章小结35-36
• 4 电液混合驱动系统控制策略研究36-44
• 4.1 电液混合驱动系统控制特性分析36-37
• 4.2 液压驱动与电气伺服驱动的切换控制问题37-38
• 4.3 基于非线性函数的优化控制器设计38-42
• 4.3.1 优化控制器设计39-40
• 4.3.2 模糊控制算法设计40-42
• 4.4 仿真分析42-43
• 4.5 本章小结43-44
• 5 电液混合驱动实验平台研制44-65
• 5.1 混合驱动实验平台整体方案设计44
• 5.2 液压驱动系统硬件设计44-52
• 5.2.1 液压驱动系统模块化设计44-45
• 5.2.2 液压系统主要元件选型与性能详述45-49
• 5.2.3 液压系统原理图和电气接线图设计49-52
• 5.3 电气伺服驱动系统硬件设计52-57
• 5.3.1 电气伺服驱动系统整体方案设计52
• 5.3.2 电气伺服驱动系统主要元件选型与性能详述52-55
• 5.3.3 电气伺服驱动系统电气原理图55-57
• 5.4 控制系统硬件设计57-60
• 5.4.1 控制系统方案选择57-58
• 5.4.2 元件选型与性能详述58-59
• 5.4.3 实验平台控制原理图59-60
• 5.5 电液混合驱动实验系统软件设计60-63
• 5.5.1 软件功能需求分析60
• 5.5.2 关键算法实现60-62
• 5.5.3 软件界面设计62-63
• 5.6 本章小结63-65
• 6 总结与展望65-66
• 6.1 工作总结65
• 6.2 工作展望65-66
• 致谢66-67
• 参考文献67-70
• 附录70
• A. 作者在攻读硕士期间发表的论文70
• B. 作者在攻读硕士期间参加的项目70

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：1051302