基于PID算法的电液比例同步控制系统的研究及应用

发布时间：2017-09-19 10:37

  本文关键词：基于PID算法的电液比例同步控制系统的研究及应用

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【摘要】：现代液压技术的发展，主要体现在液压技术与电子技术及计算机技术的结合，旨在提高液压系统的控制精度和自动化程度。本课题所进行的研究来源于实际的工程项目，即跨座式单轨列车重要维修设备——转向架分离装置。论文主要围绕转向架分离装置平台升降机构的液压系统位置同步控制系统展开，主要研究的内容是平台在升降过程中的双液压缸位移同步控制，升降系统采用单个电液比例方向阀控制单个液压缸的方式，并采用了自适应控制方案对双液压缸升降过程中的位移进行同步控制。此方案在实际工程中己取得了满意的效果。从总体上来讲，本课题的研究具有较强的理论和工程实用价值,将有助于促进我国跨座式单轨交通设备产业的发展和壮大。 本文以转向架分离装置的液压升降机构同步控制系统为研究对象，主要研究内容如下: 首先介绍了转向架分离装置的工作原理以及结构特点，尤其是升降机构的双液压缸同步运动系统，通过对位置同步控制系统的简介及方案分析，计算了同步控制系统的参数。建立了非对称电液比例阀控液压缸的数学模型。 其次，分别介绍了常规PID控制器和模糊PID控器的原理，设计了模糊PID控制系统。模糊PID控制系统设计的关键在于模糊PID控制器的设计，根据控制器的输入输出，确定了隶属度函数，制定了模糊PID控制规则，并最终得到了模糊PID控制器输出的三张模糊PID控制查询表。同时在MATLAB和AMEsim仿真实验中，针对电液比例位置同步控制模型，将设计的模糊PID控制器与常规PID控制器进行了比较，，实验结果表明，模糊PID控制算法的控制精度优于传统PID控制。 最后，对转向架分离装置电气控制系统PLC完成硬件组态，对软件程序进行了设计，以LAD语言的形式分别对PID算法和模糊PID算法进行了编程，为以后的实际工程应用提供了参考。
【关键词】：转向架分离装置 同步控制 PID控制 模糊PID控制 PLC
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH137;TP273
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 绪论8-16
• 1.1 课题的背景及意义8-9
• 1.2 转向架分离装置发展现状9-10
• 1.2.1 国外现状9
• 1.2.2 国内现状9-10
• 1.3 电液比例控制技术10-11
• 1.4 课题的研究目的和内容11-14
• 1.4.1 本课题研究目的11
• 1.4.2 本课题研究内容11-14
• 1.5 技术路线14
• 1.6 本章小结14-16
• 2 转向架分离装置总体介绍16-28
• 2.1 平台升降机构17-19
• 2.2 沉降梁旋转机构19-20
• 2.3 电气控制系统20-21
• 2.4 比例阀控非对称缸数学模型21-26
• 2.5 各环节参数及传递函数计算26-27
• 2.6 本章小结27-28
• 3 转向架分离装置同步控制策略和控制算法28-46
• 3.1 同步控制策略28-30
• 3.1.1 同步控制策略的选择28-29
• 3.1.2 同步控制过程29-30
• 3.2 常规 PID 控制30-35
• 3.2.1 PID 控制基本原理30-32
• 3.2.2 PID 控制仿真32-35
• 3.3 模糊 PID 控制35-45
• 3.3.1 模糊控制基本原理35-37
• 3.3.2 模糊 PID 控制37-45
• 3.4 同步运行误差分析45
• 3.5 本章小结45-46
• 4 升降机构同步控制 AMESIM/SIMULINK 联合仿真46-52
• 4.1 AMESIM 软件介绍46-47
• 4.2 联合仿真原理及环境设置47-48
• 4.2.1 联合仿真原理47
• 4.2.2 环境设置47-48
• 4.3 转向架分离装置升降机构 AMESIM 建模48-51
• 4.4 本章小结51-52
• 5 PLC 控制系统设计52-66
• 5.1 控制系统设计原则52-53
• 5.2 PLC 硬件组态53-55
• 5.3 PLC 程序设计55-64
• 5.3.1 PID 控制算法编程56-58
• 5.3.2 模糊 PID 控制算法编程58-64
• 5.4 本章小结64-66
• 6 结论66-68
• 致谢68-70
• 参考文献70-74
• 附录74-85
• A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录74-76
• B. 部分 PLC 子程序76-85

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 周恩涛,廖生行,牟丹;电液比例阀控系统模糊-PID控制的研究[J];机床与液压;2003年06期

2 李潘伟;简s

本文编号：881151