基于控制分配的液压机同步控制算法研究

发布时间：2017-11-10 04:09

  本文关键词：基于控制分配的液压机同步控制算法研究

  更多相关文章： 双动液压机 过驱动 控制分配 自适应控制 内模控制 鲁棒控制

【摘要】：液压机是一种以高压液体传送工作压力的压制设备，随着航空航天汽车造船等行业的飞速发展，对大型化高精度智能化和宜人化的液压机的需求越来越大随着压制吨位的增加，必须提高液压机的出力，一般设计多缸液压机，而多缸液压机一般是一个滑块同时与多个液压缸相连接，这种机械结构会使系统产生强耦合过驱动和液压缸同步问题液压系统中的伺服阀实现了传递介质的流量和压力之间的转换，由于流量与压力的开平方关系，导致了液压系统的非线性特性本课题针对液压系统的耦合非线性过驱动和液压缸同步等问题开展了以下几方面的研究： (1)在简化了双动液压机模型的基础上，运用机理建模方法建立其模型假设被压制的锻件是立方体形状，锻件对两个滑块的反抗力作用可等效为弹性系数与位移量的乘积，然后综合考虑两个滑块的运动动态，在直线运动绕X轴旋转和绕Y轴旋转三个运动自由度方向上建立滑块的动态模型之后，建立液压机构的数学模型，综合滑块和液压机构的模型便得到液压系统的整体数学模型 (2)分析了多缸液压系统的过驱动问题，分析了常见的静态控制分配算法和最新的动态控制分配算法针对一个过驱动的实例，，分别运用静态和动态控制分配方法进行仿真研究，结果表明运用动态控制分配具有更好的动态特性 (3)针对多缸锻造液压机系统，在考虑不确定大负载和多缸耦合的情况下建立了其非线性系统数学模型，采用广义逆的静态控制分配方法解决液压缸过驱动问题，进而设计双闭环控制器该控制器内环采用李雅普诺夫直接法，控制四个单输入单输出的液压缸压力系统，实现对期望压力的精确快速跟踪；外环则针对带不确定大负载的多输入多输出系统，采用自适应控制策略并结合静态控制分配理论，从而获得各缸期望压力仿真实验结果表明，该控制策略优于采用滑模变结构的单控制器策略，实现了低速运行下的高精度调平和跟踪控制 (4)双面对压液压机系统为八输入六输出系统，滑块和液压机构的模型一共20个状态变量，采用基于动态控制分配的双闭环控制方法内环为压力环，设计了非线性内模控制器，实现压力的快速精确跟踪；外环为同步控制环，设计了鲁棒控制器，实现高精度的位移跟踪和调平仿真实验结果表明，在两个滑块运动速度相同或者不同的情况下，系统都具有良好的动态和稳态性能，验证了控制方法的有效性
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH137;TP273

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本文编号：1164990