某电控液驱车辆比例阀控马达系统特性研究

发布时间：2021-06-22 11:38

　　以电控液驱车辆的液压马达回转系统为背景,对电液比例阀控马达系统进行控制性能研究。首先分析了其系统组成及工作原理,分别采用变结构抗饱和PI控制和模糊PID控制2种控制方法对电液比例阀控马达系统的控制器进行了设计,利用MATLAB/Simulink软件分别建立了采用不同控制器的电液比例阀控马达系统的仿真模型。仿真结果表明:与变结构抗饱和PI控制相比较,模糊PID控制在响应速度和平稳性等方面具有显著优势。 

【文章来源】：液压与气动. 2020,(05)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

电液比例阀控马达系统原理图

PID控制器由于其方便设置与实现、较好的鲁棒性等特点而应用广泛。在电液比例阀控马达系统中,因为运行工况时的输出压力波动较大,尤其是在低压力情况下,液压马达极易处于饱和状态,而不加任何改进的PID控制器不能满足这种状况和其他非线性现象的要求,所以,本节拟选用具有抗饱和功能的变结构抗饱和PI控制器[10],其控制结构如图2所示。图2中vr为驾驶循环确定的期望车速;vt为从系统反馈回的实际车速;Kp, Ki分别为变结构抗饱和PI控制器中的比例和积分控制参数;u, ui为控制信号; a为抗饱和设计参数; x为输出信号,用来控制液压马达中的阀位移,从而控制排量;Kb为x到Tbreak的转换系数。根据经验,a的选取应该使积分器反馈回路的设置时间比闭环设计快2～5 s[10]。

模糊PID控制原理如图3所示,其设计思想是利用模糊控制器以实现对PID控制器中3个控制参数自动调整的目的。图3中r(t)为系统期望值; e, ec分别为系统偏差和偏差变化率;y(t)为系统实际输出值;E和EC分别为模糊化后的系统偏差和偏差变化率;KP,KI和KD分别是模糊PID控制器中的比例、积分和微分控制参数。控制目的是使得y(t)达到期望值r(t)。

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于模糊PID控制的变排量液压马达系统仿真[J]. 马俊功,杨晓月.  计算机测量与控制. 2018(10)
[2]阀控叶片气马达建模及恒转速控制研究[J]. 王存堂,鲁东,钱鹏飞,夏鹏,谢方伟,张兵.  液压与气动. 2018(10)
[3]电液比例阀用双向比例控制器的研究[J]. 朱继文,许小庆,王旭平,刘政宏.  液压与气动. 2018(04)
[4]伺服控制系统的复合模糊自适应PID控制[J]. 余容,孙浩然,何朝明.  组合机床与自动化加工技术. 2017(04)
[5]基于模糊PID控制的液压同步提升系统仿真分析[J]. 石云飞,章青,吕喆.  计算机工程与科学. 2016(11)
[6]管片拼装机比例阀控液压马达系统特性研究[J]. 朱术林,康学超.  机床与液压. 2016(20)
[7]液压四足机器人的自适应模糊PID控制[J]. 陈斌,裴忠才,唐志勇.  哈尔滨工业大学学报. 2016(09)
[8]基于AMESim和Simulink联合仿真的阀控马达神经元PID调速系统控制[J]. 孟凡虎,赵素素,于子彭,王娜,高峰.  液压与气动. 2016(07)
[9]变转速输入定量泵-恒转速输出变量马达系统恒转速控制方法研究[J]. 孔祥东,宋豫,艾超.  机械工程学报. 2016(08)
[10]电液比例阀控液压马达系统的模糊PID恒速控制[J]. 雷晓顺,侯帅,秦璇,王杨芬,孟凡虎,王柯.  流体传动与控制. 2016(01)



本文编号：3242771