广义预测在气动位置伺服系统中的应用研究

发布时间：2020-03-19 07:17

【摘要】： 随着工业自动化技术的发展,气动技术由于其成本低、无污染、安全可靠等诸多优点,已经被应用于自动化生产的各个领域。而作为此学科前沿研究领域之一的气动伺服技术更是被称为气动技术今后高科技应用发展的火车头,日渐受到人们的重视。目前国际上尚且只有少数成功应用于工业生产的气动位置伺服系统,而且大部分采用的是直动气缸执行元件,因此对摆动气缸位置伺服系统的研究具有一定的理论和实际意义。本文主要对比例流量阀控制的摆动气缸位置伺服系统的控制元件特性和控制策略进行了理论分析和仿真研究,以获得性能较好的气动位置伺服系统。 首先针对比例流量阀控摆动气缸进行了系统特性分析,详细地描述了比例流量阀的特性,建立了系统的线性数学模型。 论文详细阐述了广义预测控制(GPC)的产生背景和发展现状,给出了广义预测控制的基本算法、Diophantine方程的递推求解算法及程序流程图,分析了控制器参数对系统性能的影响和广义预测控制的特点,为后面将其应用于气动位置伺服系统奠定了基础。 在文献的基础上,通过对摆动气缸位置伺服系统的特点分析结合广义预测控制理论的特点,给出了基于摆动气缸的广义预测控制方法。建立系统的CARIMA模型,并对其进行仿真试验。对比了广义预测控制和PID控制的结果,结果显示广义预测控制用于摆动气缸位置伺服系统明显好于PID控制,广义预测控制用于该系统是可行的、有效的。
【图文】：

随着比例伺服阀的价格的不断下降和控制理论的不断完善发展，人们对这类气动伺服控制系统的研究也不断深入，其应用范围也将不断扩大。图1.2 电/气比例系统框图(2) 开关阀式电/气开关伺服系统采用数字信号控制的开关阀作为电/气信号转换元件。这类系统成本低，对工作环境要求不高，且易于计算机控制，但获得宽频带、高精度比较困难。这类系统中，常用的有脉宽调制型（Pulse Width Modulation，简称PWM）气动控制系统、脉冲编码调制型（Pulse Code Modulation，简称PCM）气动控制系统、脉冲数调制（Pulse Number Modulation，简称PNM）气动控制系统、脉频调制（PulseFrequency Modulation，简称PFM）气动控制系统等。在PWM 方面，小山纪用两个开关阀实现了广义PWM控制

例流量阀阀芯与阀套相对位性[59]，指通过比例阀控制固定容的关系。由此图可以看出，比例流量由比例电磁铁的剩磁引起的三段：大气压力段Ⅰ，，介于，三者分别对应于图中的 (b))，容腔处于排气状态，气压力段Ⅰ；当阀芯处于力介于气源压力和大气压力于压力特性曲线的倾斜段充气状态，容腔内的稳态压
【学位授予单位】：太原科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TH138.9

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 周星德,张华;基于广义预测控制的结构半主动控制研究[J];应用力学学报;2005年01期

2 沈绍信,胡铁,王金城,马蔷;广义预测控制算法鲁棒性的频域分析[J];大连理工大学学报;1997年04期

3 胡耀华,徐素武;GPC-PID串级控制及其在DCS中的应用[J];大连海事大学学报;1999年02期

4 凌呼君,王文兰,冯永祥;广义预测控制在火电厂单元机组协调控制中的研究[J];浙江电力;2003年05期

5 王哲,张晓峰,王国栋,刘相华;六辊可逆轧机板形神经网络广义预测控制系统[J];东北大学学报(自然科学版);2001年03期

6 李明,徐向东;循环流化床锅炉控制系统[J];清华大学学报(自然科学版);2002年05期

7 张日东,李平,陈江林;基于神经网络的非线性系统约束预测控制[J];工业仪表与自动化装置;2004年01期

8 王晓枫;余世明;熊小华;王槊华;;基于广义预测控制算法的水槽液位控制系统[J];机电工程;2009年03期

9 邓仁明,王立;一类非线性系统的自适应广义预测控制[J];重庆大学学报(自然科学版);1993年02期

10 王东风;多变量系统的广义预测控制解耦设计[J];电机与控制学报;2000年04期

相关会议论文 前10条

1 桂卫华;李学明;蒋朝辉;;长流程大滞后过程分散广义预测控制研究[A];Proceedings of 2010 Chinese Control and Decision Conference[C];2010年

2 付东波;田学民;;广义预测控制在一种双线性系统中的应用[A];2001系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2001年

3 周俊梅;黄国石;;关于自发投资的广义预测控制[A];Systems Engineering, Systems Science and Complexity Research--Proceeding of 11th Annual Conference of Systems Engineering Society of China[C];2000年

4 吴静慧;王华忠;;广义预测控制及其在基于ARM的控制器中的实现[A];第八届工业仪表与自动化学术会议论文集[C];2007年

5 薛美盛;王振;赵铁彪;;多模型模糊修正广义预测控制仿真研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年

6 陈虹丽;艾晓庸;唐慧妍;于秀萍;;船舶纵向运动建模及广义预测控制[A];第二届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2004年

7 王莉;肖军;;基于C-R模糊模型的广义预测控制设计与仿真[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年

8 刘剑鸣;温淑焕;;一种基于神经网络的快速预测控制算法[A];中国自动化学会全国第九届自动化新技术学术交流会论文集[C];2004年

9 王光彩;俞辉;袁震东;;基于FLS的非线性预测控制[A];1999中国控制与决策学术年会论文集[C];1999年

10 刘浩;刘晓华;;广义预测控制极点配置算法[A];2005中国控制与决策学术年会论文集（上）[C];2005年

相关博士学位论文 前10条

1 郭健;一类非线性系统广义预测控制研究[D];南京理工大学;2002年

2 陈虹丽;基于π型舵船舶纵向多变量随机控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2004年

3 徐建安;水下机器人动力学模型辨识与广义预测控制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2006年

4 朱大昌;基于并联支撑机构的车载雷达天线自动调平系统研究[D];北京交通大学;2008年

5 李奇安;广义预测控制算法简化实现方法研究[D];浙江大学;2005年

6 何群;基于广义预测控制的锅炉测控系统研究[D];燕山大学;2006年

7 刘斌;非线性系统建模及预测控制若干问题研究[D];浙江大学;2004年

8 陈志旺;直接广义预测控制算法研究[D];燕山大学;2007年

9 金贺荣;大型回转双驱动系统关键参数测量与同步性研究[D];燕山大学;2005年

10 唐斌;网络化控制系统的若干控制问题研究[D];中南大学;2008年

相关硕士学位论文 前10条

1 韩晓丽;广义预测在气动位置伺服系统中的应用研究[D];太原科技大学;2008年

2 曹楠;多变量广义预测控制在单元机组协调控制系统中的应用研究[D];华北电力大学;2000年

3 左志强;广义预测控制及其在冷连轧张力控制中的应用[D];燕山大学;2002年

4 王岩;智能建模和模糊广义预测控制研究及在船舶减纵摇控制中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年

5 蒋伟;具有预测误差校正的ρ增量型广义预测控制[D];四川大学;2001年

6 孙洪涛;广义预测控制的应用研究[D];天津大学;2003年

7 许敏;典型过程控制系统广义预测控制快速算法的研究[D];河北工业大学;2002年

8 丁晓亮;多变量广义预测控制的研究与应用[D];北京化工大学;2003年

9 闫芳;ATM广义预测控制的研究[D];大连海事大学;2005年

10 陈旦;广义预测控制及其应用研究[D];浙江大学;1996年

本文编号：2589900