电液振动台的模糊无模型控制方法的研究

发布时间：2017-05-22 21:12

  本文关键词：电液振动台的模糊无模型控制方法的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：电液振动台力控系统具有功率质量大、出力大等优点，广泛应用于振动实验中，可以较好地跟踪给定激振波，更加准确地检测物体的疲劳寿命。高频振动不但能够明显地缩短试验周期，还可以节省大量的人力和物力；并且电液伺服力控系统的非线性、参数时变和外部负载扰动会导致系统具有很大的不确定性，实际中很难获得系统的精确数学模型，使用传统的PID控制器不易达到良好的控制效果；因此，，寻求一种合适的控制方法，来减小系统不确定性的影响和增大系统频宽具有很重要的意义。 无模型自适应控制（MFAC）不依赖于被控对象的数学模型，对于非线性、不确定性和时滞性的系统具有很好的控制性能。它采用动态线性化方法，设计无模型自适应控制律，虽然收敛速度较慢，但控制精度高，实际中具有较好的适应性和鲁棒性，普遍应用在不确定性系统中。 针对电液振动台力控系统的跟踪控制问题，提出一种模糊无模型控制方法，以减小不确定参数对系统的影响。首先在MFAC对大惯性、不确定性系统适应性强的基础上，引入模糊控制来解决MFAC跟踪速度慢的问题，结合两种控制方法的优点，改善系统的控制性能；然后利用Matlab/AMESim联合仿真，从不用角度对电液力控系统进行仿真研究，结果表明：相较于基本的无模型自适应控制，模糊无模型控制的响应速度很快，并能有效地减少试件上的输出误差，提高输出力的精度，使系统具有良好的适应能力；最后在半实物DSPACE实时仿真平台上，验证所采用控制方法的工程可行性。
【关键词】：电液振动台力控系统 无模型自适应控制 模糊控制 不确定性 Dspace
【学位授予单位】：太原科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TB534.2;TH137
【目录】：

• 中文摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-21
• 1.1 课题研究的目的和意义11
• 1.2 电液振动台的概况11-14
• 1.2.1 电液振动台伺服系统的特点12-13
• 1.2.2 电液振动台力控系统的发展现状13-14
• 1.2.3 主要存在的问题14
• 1.3 无模型自适应控制的概况14-17
• 1.3.1 无模型自适应控制技术在国内外研究发展现状14-15
• 1.3.2 无模型自适应控制的提出15-17
• 1.4 模糊控制的发展概况17-18
• 1.5 无模型自适应控制与其它控制方法的结合18-19
• 1.6 论文主要工作及结构安排19-21
• 第二章 电液振动台力控伺服系统的建模21-31
• 2.1 电液伺服系统基础理论21-22
• 2.2 电液振动台力控伺服系统的建模22-29
• 2.2.1 电液伺服阀23-24
• 2.2.2 液压缸24-25
• 2.2.3 液压缸的基本参数的确定25-27
• 2.2.4 其他环节的数学模型27-28
• 2.2.5 电液伺服力控制试验系统传递函数28-29
• 2.3 本章小结29-31
• 第三章 电液伺服力控系统的模糊无模型控制方法的设计31-41
• 3.1 无模型自适应控制原理31-32
• 3.2 泛模型的定义32-33
• 3.3 MFAC 控制律与特征参量辨识33-34
• 3.3.1 控制律的导出33
• 3.3.2 伪偏导数估计算法33-34
• 3.4 无模型自适应控制方案34
• 3.5 无模型自适应控制一般形式的收敛性证明34-36
• 3.6 模糊控制器36-38
• 3.6.1 模糊控制系统的组成36
• 3.6.2 模糊控制器的设计36-38
• 3.7 模糊无模型自适应控制38-39
• 3.8 本章小结39-41
• 第四章 电液伺服力控系统的仿真实验研究41-55
• 4.1 联合仿真技术41
• 4.1.1 联合仿真的特点41
• 4.1.2 实现途径41
• 4.2 联合仿真接口技术41-42
• 4.2.1 仿真环境的设置41-42
• 4.2.2 S 函数的参数设置42
• 4.3 电液伺服力控系统的物理建模42-44
• 4.4 无模型自适应控制器仿真模块的开发44-45
• 4.5 AMESIM/SIMULINK 联合仿真下数学模型的建立45-46
• 4.6 控制参数的调节规则46-47
• 4.6.1 无模型自适应控制器的参数调节规则46-47
• 4.6.2 模糊控制器参数的调整规则47
• 4.7 电液振动台力控伺服系统联合仿真结果47-52
• 4.7.1 无模型自适应与模糊无模型自适应控制的仿真对比47
• 4.7.2 模糊无模型自适应的鲁棒性分析47-48
• 4.7.3 模糊无模型自适应控制的输出力跟踪曲线分析48-50
• 4.7.4 不同正弦频率的仿真分析50-51
• 4.7.5 不同负载的仿真分析51-52
• 4.8 本章小结52-55
• 第五章 电液伺服力控系统的半实物实验研究55-65
• 5.1 半实物软件 DSPACE 试验平台55-56
• 5.1.1 软件 DSPACE 概述55
• 5.1.2 软件 DSPACE 的特点55-56
• 5.1.3 基于 DSPACE 的控制系统开发步骤56
• 5.2 基于 DSPACE 的电液振动台伺服控制系统试验平台的建立56-58
• 5.3 S-FUNCTION 的设计58-60
• 5.4 半实物仿真结果60-64
• 5.4.1 方波信号的仿真结果60-61
• 5.4.2 正弦信号的仿真结果61-64
• 5.5 本章小结64-65
• 第六章 总结与展望65-67
• 参考文献67-71
• 致谢71-73
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录73-74

【参考文献】

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