多目标电液伺服系统模糊控制与实验研究
发布时间：2021-11-24 10:50
本论文针对“哈尔滨新工液压系统工程有限公司”研制开发的“电液伺服系统综合试验台”进行控制方法的研究。由于电液伺服系统的非线性、参数不确定性而导致的建模不确切、系统本身的复杂性和运行过程中存在大的外负载干扰等情况,使得线性PID控制方法难以发挥作用。而模糊控制不需要精确的数学模型,并对过程参数的变化具有较强的适应性,因此本文采用模糊控制方法对电液位置伺服系统进行控制研究,具有较大的实际意义和理论价值。本文对计算机控制的电液伺服系统进行了理论分析,建立了简化的数学模型,针对液压系统的不确定性设计了常规模糊控制器,在外干扰的抑制方面取得了比较好的效果。出于进一步改进模糊控制效果的目的,提出了Fuzzy-PID双模控制器,控制系统的响应继承了暂态时模糊控制器的快速性和稳定性,又保证了稳态时PID控制器的高精度特性。此外,本文设计了基于模糊规则的切换原则,避免了两种控制器切换点的选取,实现了无扰动切换。在模糊控制器中又通过自调整修正因子模糊数模型的在线插值方法提高了控制器规则的自调整功能。通过仿真和实验,可以证明该控制方法解决了常规模糊控制器稳态下的抖动现象,控制器本身也具有较好的可移植性和鲁棒...
【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题研究的背景和意义
1.2 电液伺服控制的发展及应用
1.3 模糊控制方法的发展及研究方向
1.3.1 模糊控制的产生及发展
1.3.2 模糊控制的研究方向
1.4 本研究课题的来源
1.5 本文的主要研究内容
第2章 电液伺服系统的分析建模
2.1 电液伺服系统的组成
2.2 阀控缸系统分析
2.2.1 阀控液压缸的基本方程
2.2.2 系统的传递函数及其简化形式
2.2.3 伺服缸的主要参数计算
2.3 伺服阀传递函数
2.4 位移传感器的传递函数
2.5 功率放大器
2.6 电液位置伺服系统的简化数学模型
2.7 电液伺服系统的静态特性分析
2.7.1 系统的稳定性分析
2.7.2 系统对负载干扰的响应特性
2.7.3 系统的误差分析
2.8 电液伺服系统的不确定因素
2.9 本章小结
第3章 模糊控制理论基础
3.1 模糊自动控制的工作原理
3.2 模糊控制系统的设计
3.2.1 模糊控制器的结构设计
3.2.2 模糊化方法
3.2.3 模糊控制规则设计
3.2.4 精确化过程
3.2.5 量化、比例因子和采样时间的选择
3.2.6 模糊控制程序流程图
3.3 本章小结
第4章 模糊控制在电液伺服系统中的应用研究
4.1 常规PID 控制器的设计
4.1.1 常规PID 控制原理
4.1.2 PID 控制策略介绍
4.1.3 PID 控制参数的试凑法整定
4.2 电液伺服系统模糊控制器的设计
4.2.1 模糊控制器结构设计
4.2.2 模糊控制规则
4.2.3 模糊控制查询表
4.2.4 模糊控制器的因子调整
4.3 PID 控制与模糊控制的仿真研究
4.4 本章小结
第5章 基于模糊切换的FUZZY-PID 双模控制器
5.1 模糊PID 复合控制器
5.1.1 模糊PID 控制器的适用性研究
5.1.2 常规Fuzzy-PID 控制器的工作原理
5.1.3 常规Fuzzy-PID 控制器存在的缺陷
5.2 基于模糊规则的切换原理
5.3 修正因子模糊数模型在线插值的改善方法
5.3.1 修正因子的模糊数模型
5.3.2 模糊数模型的在线插值方法
5.4 基于模糊切换的FUZZY-PID 双模控制器的应用
5.4.1 基于模糊切换的Fuzzy-PID 双模控制器的设计
5.4.2 电液伺服系统Fuzzy-PID 双模控制的仿真分析
5.5 本章小结
第6章 系统硬件和实验分析
6.1 实验系统的组成及实验设备
6.2 MATLAB 实时视窗目标的研究
6.2.1 快速控制原型技术
6.2.2 控制模型
6.2.3 开发流程
6.3 实验结果及分析
6.4 本章小结
结论
参考文献
附录
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
本文编号：3515826
【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题研究的背景和意义
1.2 电液伺服控制的发展及应用
1.3 模糊控制方法的发展及研究方向
1.3.1 模糊控制的产生及发展
1.3.2 模糊控制的研究方向
1.4 本研究课题的来源
1.5 本文的主要研究内容
第2章 电液伺服系统的分析建模
2.1 电液伺服系统的组成
2.2 阀控缸系统分析
2.2.1 阀控液压缸的基本方程
2.2.2 系统的传递函数及其简化形式
2.2.3 伺服缸的主要参数计算
2.3 伺服阀传递函数
2.4 位移传感器的传递函数
2.5 功率放大器
2.6 电液位置伺服系统的简化数学模型
2.7 电液伺服系统的静态特性分析
2.7.1 系统的稳定性分析
2.7.2 系统对负载干扰的响应特性
2.7.3 系统的误差分析
2.8 电液伺服系统的不确定因素
2.9 本章小结
第3章 模糊控制理论基础
3.1 模糊自动控制的工作原理
3.2 模糊控制系统的设计
3.2.1 模糊控制器的结构设计
3.2.2 模糊化方法
3.2.3 模糊控制规则设计
3.2.4 精确化过程
3.2.5 量化、比例因子和采样时间的选择
3.2.6 模糊控制程序流程图
3.3 本章小结
第4章 模糊控制在电液伺服系统中的应用研究
4.1 常规PID 控制器的设计
4.1.1 常规PID 控制原理
4.1.2 PID 控制策略介绍
4.1.3 PID 控制参数的试凑法整定
4.2 电液伺服系统模糊控制器的设计
4.2.1 模糊控制器结构设计
4.2.2 模糊控制规则
4.2.3 模糊控制查询表
4.2.4 模糊控制器的因子调整
4.3 PID 控制与模糊控制的仿真研究
4.4 本章小结
第5章 基于模糊切换的FUZZY-PID 双模控制器
5.1 模糊PID 复合控制器
5.1.1 模糊PID 控制器的适用性研究
5.1.2 常规Fuzzy-PID 控制器的工作原理
5.1.3 常规Fuzzy-PID 控制器存在的缺陷
5.2 基于模糊规则的切换原理
5.3 修正因子模糊数模型在线插值的改善方法
5.3.1 修正因子的模糊数模型
5.3.2 模糊数模型的在线插值方法
5.4 基于模糊切换的FUZZY-PID 双模控制器的应用
5.4.1 基于模糊切换的Fuzzy-PID 双模控制器的设计
5.4.2 电液伺服系统Fuzzy-PID 双模控制的仿真分析
5.5 本章小结
第6章 系统硬件和实验分析
6.1 实验系统的组成及实验设备
6.2 MATLAB 实时视窗目标的研究
6.2.1 快速控制原型技术
6.2.2 控制模型
6.2.3 开发流程
6.3 实验结果及分析
6.4 本章小结
结论
参考文献
附录
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
本文编号：3515826
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