筒阀电液系统中多缸同步控制策略研究及应用

发布时间：2017-06-18 12:21

  本文关键词：筒阀电液系统中多缸同步控制策略研究及应用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文以筒阀电液系统为研究对象，对筒阀多缸同步控制策略进行研究。在筒阀多缸同步控制系统中，各液压缸支路存在非线性因素、负载耦合作用，而且在筒阀运动过程中会受到外界干扰，这些都会影响筒阀多缸同步控制。本文在建立筒阀多缸同步控制系统数学模型的基础上，结合系统特点，，提出了一种模型参考模糊自适应控制策略。为了更好地研究筒阀电液控制系统的静、动态性能，天津大学机械学院与浙富水电股份有限公司联合研制了筒阀样机试验装置。最后通过筒阀样机试验，验证了模型参考模糊自适应控制策略的有效性。本文的主要内容如下： (1)在介绍筒阀电液系统的基础上，详细分析了不同工况下系统的工作原理。并从控制角度将筒阀电液系统分为筒阀速度控制环节和多缸同步控制系统，针对筒阀速度控制环节很难建立精确数学模型的特点，本文应用AMESim软件建立了其物理模型。 (2)以快速开关阀控液压缸的数学模型为基础，建立了筒阀多缸同步控制系统的非线性数学模型，由该数学模型得到筒阀多缸同步控制系统是一个多输入多输出非线性时变系统，并分析了各参数对多缸同步控制的影响。 (3)根据筒阀多缸同步控制系统的特点，结合自适应控制和模糊控制方法，本文提出了一种模型参考模糊自适应控制策略。并在AMESim/Simulink联合仿真平台上，对提出的控制策略和传统PID控制策略进行了仿真比较，结果证明该控制策略具有更好的自适应性和鲁棒性。 (4)搭建了筒阀样机的硬件及软件控制平台，并在该平台上对提出的控制策略进行试验研究。由筒阀样机试验数据曲线可知，在筒阀启闭过程中最大偏差能保持在2mm以下，筒阀运动速度与期望速度相一致，这充分说明了模型参考模糊自适应控制策略的有效性。
【关键词】：多缸同步控制 水轮机筒阀 多缸同步建模 模型参考模糊自适应控制 电液控制
【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
【目录】：

• 中文摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 课题研究的背景和意义9
• 1.2 筒阀电液系统的现状9-11
• 1.2.1 水轮机筒阀的应用现状9-10
• 1.2.2 筒阀多缸同步控制的研究现状10-11
• 1.3 电液控制系统中多缸同步控制的发展现状11-15
• 1.3.1 多缸同步控制系统的发展现状11-13
• 1.3.2 智能控制在多缸同步控制中的应用13-15
• 1.4 本文主要研究内容15-17
• 第二章 筒阀电液系统组成及其速度控制环节建模17-28
• 2.1 引言17
• 2.2 筒阀电液系统组成及其工作原理17-24
• 2.2.1 电液控制系统组成17-19
• 2.2.2 筒阀各种工况的工作原理19-24
• 2.3 筒阀速度控制环节建模24-27
• 2.3.1 筒阀速度控制环节分析24-25
• 2.3.2 筒阀速度控制环节建模25-27
• 2.4 本章小结27-28
• 第三章 筒阀多缸同步控制系统建模28-43
• 3.1 引言28
• 3.2 筒阀多缸同步控制系统分析28-30
• 3.3 快速开关阀控液压缸环节建模30-34
• 3.3.1 快速开关阀特性分析30-31
• 3.3.2 快速开关阀控液压缸建模31-34
• 3.4 多缸控制筒阀的运动分析34-41
• 3.4.1 多缸控制筒阀的动力学建模35-37
• 3.4.2 多缸控制筒阀的运动学建模37-40
• 3.4.3 多缸活塞杆的运动分析40-41
• 3.5 筒阀多缸同步控制系统的数学模型41-42
• 3.6 本章小结42-43
• 第四章 筒阀多缸同步控制策略研究43-60
• 4.1 引言43
• 4.2 总体控制方案43-47
• 4.2.1 筒阀速度控制方案44-45
• 4.2.2 多缸同步控制方案45-47
• 4.3 筒阀多缸同步控制策略研究47-53
• 4.3.1 模型参考模糊自适应控制原理47-49
• 4.3.2 模型参考模糊自适应控制器设计49-53
• 4.4 筒阀电液控制系统仿真分析53-59
• 4.4.1 AMESim/Simulink 联合仿真模型搭建53-55
• 4.4.2 联合仿真结果分析55-59
• 4.5 本章小结59-60
• 第五章 筒阀电液控制系统试验研究60-67
• 5.1 引言60
• 5.2 筒阀试验样机的系统组成60-64
• 5.2.1 硬件系统组成60-63
• 5.2.2 控制软件系统组成63-64
• 5.3 筒阀试验研究64-66
• 5.4 本章小结66-67
• 第六章 结论与展望67-69
• 6.1 结论67-68
• 6.2 工作展望68-69
• 参考文献69-73
• 参加科研情况和发表论文说明73-74
• 致谢74

【参考文献】

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本文编号：459285