电液比例阀加载系统参数辨识与模糊PID控制策略的研究

发布时间：2017-07-31 03:15

  本文关键词：电液比例阀加载系统参数辨识与模糊PID控制策略的研究

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【摘要】：本文为长安大学电液比例压力—流量控制试验台上泵控马达和阀控马达系统构建两种电液比例阀加载系统（分别采用比例溢流阀和比例节流阀），并在此基础上对其组成、工作原理作了详尽的阐述，，对主要元件比例溢流阀和比例节流阀作了详细的分析。 电液比例阀加载系统是通过改变输入比例阀电信号来实现对马达加载的，所以研究的关键是找出输入比例阀电信号与马达输出轴上扭矩间的关系。本文对电液比例阀加载系统各组件进行建模分析，整合后分别得出电液比例溢流阀加载系统与电液比例节流阀加载系统的传递函数。通过实验，得到两个系统输入比例阀电信号与马达输出轴上扭矩的数据，利用MATLAB辨识工具箱分别对其进行参数辨识，从而得到电液比例溢流阀加载系统与电液比例节流阀加载系统较为准确的传递函数。 以电液比例溢流阀和比例节流阀加载系统的传递函数为被控对象，为其设计了PID控制器，并完成了PID控制器三个参数KP、KI、和KD的初始整定工作，但分析后发现控制效果仍不能让人满意。于是又为其设计了具有参数在线自整定能力的模糊PID控制器。利用SIMULINK对两种电液比例阀加载模糊PID控制系统进行建模及仿真研究。通过对仿真结果进行对比分析，可以看出模糊PID控制能够极大地消除超调，减小振荡，并能保证系统具有良好的跟随性，具有PID控制参数自整定能力的模糊PID控制器能够更好地对电液比例阀加载系统进行调节，提高电液比例阀加载系统的控制质量。
【关键词】：电液比例阀加载系统 建模 参数辨识 模糊PID控制
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH137.52;TP273.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 电液比例控制技术概述8-9
• 1.1.1 电液比例控制技术的发展背景8
• 1.1.2 电液比例技术的特点8-9
• 1.2 电液比例阀技术概述9-10
• 1.2.1 电液比例阀分类9-10
• 1.2.2 电液比例阀国内外发展现状10
• 1.3 电液比例控制系统的构成、分类10-12
• 1.4 加载系统概述12-13
• 1.5 课题来源及研究内容13-14
• 第二章 电液比例阀加载系统方案设计及加载原理（特性）分析14-27
• 2.1 加载方案的确定14-15
• 2.2 电液比例阀加载系统的组成、原理及主要元件的选取15-19
• 2.2.1 电液比例阀加载系统的组成15-16
• 2.2.2 电液比例阀加载系统原理16-18
• 2.2.3 主要元件的选取18-19
• 2.3 比例阀的结构和特性分析19-27
• 2.3.1 电液比例溢流阀的结构和特性19-21
• 2.3.2 比例节流阀的结构和特性21-27
• 第三章 电液比例阀加载系统的建模与参数辨识27-45
• 3.1 电液比例溢流阀加载系统理论建模27-33
• 3.1.1 比例放大器传递函数28
• 3.1.2 比例电磁铁的传递函数28
• 3.1.3 先导阀与主阀的传递函数28-32
• 3.1.4 二次元件 DS1 的传递函数32-33
• 3.1.5 扭矩传感器的传递函数33
• 3.1.6 电液比例溢流阀加载系统的传递函数33
• 3.2 电液比例溢流阀加载系统模型参数辨识33-38
• 3.3 电液比例节流阀加载系统理论建模38-42
• 3.3.1 电液比例节流阀的传递函数38-41
• 3.3.2 电液比例节流阀加载系统的传递函数41-42
• 3.4 电液比例节流阀加载系统模型参数辨识42-45
• 第四章 电液比例阀加载系统的模糊 PID 控制45-60
• 4.1 电液比例阀加载系统性能分析45-46
• 4.1.1 电液比例溢流阀加载系统的性能分析45
• 4.1.2 电液比例节流阀加载系统的性能分析45-46
• 4.2 电液比例阀加载系统 PID 控制46-51
• 4.2.1 PID 控制器概述46-49
• 4.2.2 PID 控制器参数整定49-51
• 4.3 电液比例阀加载 PID 控制系统仿真51-53
• 4.4 电液比例阀加载系统模糊 PID 控制策略53-60
• 第五章 基于 SIMULINK 的电液比例阀加载系统仿真研究60-68
• 5.1 基于 MATLAB/SIMULINK 电液比例溢流阀加载系统的仿真分析60-65
• 5.1.1 电液比例溢流阀加载模糊 PID 控制系统仿真模型的建立60-63
• 5.1.2 电液比例溢流阀加载系统仿真结果分析63-65
• 5.2 基于 MATLAB/SIMULINK 电液比例节流阀加载系统的仿真分析65-68
• 5.2.1 电液比例节流阀加载模糊 PID 控制系统仿真模型的建立65
• 5.2.2 电液比例节流阀加载系统仿真结果分析65-68
• 结论与展望68-70
• 参考文献70-73
• 附录73-76
• 攻读学位期间取得的研究成果76-77
• 致谢77

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 王静;李永堂;刘志奇;;液压支架试验台加载液压系统动态特性仿真研究[J];机械工程与自动化;2010年06期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 阚超;电液伺服与比例压力控制系统辨识与特性比较研究[D];燕山大学;2007年

本文编号：597244