基于自适应滑模控制的液压自动调平控制系统设计

发布时间：2017-09-23 22:20

  本文关键词：基于自适应滑模控制的液压自动调平控制系统设计

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【摘要】：在军事领域与工业领域中,某些设备在正式投入工作之前,需要保证设备本身到达或接近于水平位置,这样设备才能正常工作。因此出现生了液压调平控制系统。随着传感器技术、计算机技术等的不断发展,使得平台设备对调平精度、速度等的要求越来越高,因此如何设计一个响应速度快且精度高的自动调平控制系统显得尤为重要。本论文设定的研究对象为载重平台,通过对国内外该相关领域的研究现状进行分析,然后根据一定的研究与实验,最终设计出一套实时响应性更强,控制性能更好的控制算法,具体内容如下:首先,通过对调平控制系统的整体进行分析,确定了本文中所要使用的调平策略以及支腿的控制方式等,同时将控制系统简化分解为单支腿的电液比例控制系统,并建立了数学模型。其次,通过对控制算法进行研究分析后决定采用自适应滑模控制算法,该算法能够应用于非线性、时变控制系统,并且具有鲁棒性强、对外界不敏感的特点。接着,根据被控对象的数学模型设计了自适应滑模控制律,并在Matlab/Simulink软件中建立了仿真模型,通过仿真分析,确定了该控制算法是可用的。最后,通过OPC技术,将Matlab与PLC连接起来,实现数据的相互传递,在Matlab中设计控制算法,由PLC控制执行元件进行相应的动作,通过仿真的结果,最终确定了所设计调平系统的能够满足性能要求,且调平精度高、响应速度快。
【关键词】：自适应滑模控制 液压调平 OPC技术 Matlab/Simulink
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP273
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1.绪论10-16
• 1.1 课题研究的背景及意义10-11
• 1.2 调平技术的国内外研究现状及其发展趋势11-14
• 1.3 论文研究的主要内容14-16
• 2.系统的总体方案设计16-30
• 2.1 系统的硬件结构组成16
• 2.2 传感器的选型16-18
• 2.2.1 倾角传感器17
• 2.2.2 压力传感器17-18
• 2.3 控制器的选择18-21
• 2.3.1 调平系统常用控制器18-19
• 2.3.2 PLC概述19-20
• 2.3.3 PLC选型20-21
• 2.4 液压控制元件的选择21-22
• 2.5 运载平台调平策略的研究22-28
• 2.5.1 位置误差控制调平法23-27
• 2.5.2 角度误差控制调平法27
• 2.5.3 调平控制策略的确定27-28
• 2.6 控制方式的确定28-29
• 2.7 小结29-30
• 3.系统数学模型的建立30-41
• 3.1 系统的结构组成30-31
• 3.2 比例阀控液压缸数学模型的建立31-37
• 3.2.1 滑阀的线性化流量方程32-34
• 3.2.2 比例阀控液压缸流量连续性方程34-35
• 3.2.3 液压缸负载力平衡方程35-36
• 3.2.4 阀控液压缸的传递函数36-37
• 3.3 系统的建模分析37
• 3.4 系统参数确定37-38
• 3.5 系统模型的校正分析38-40
• 3.6 小结40-41
• 4.自适应滑模控制器的设计及其仿真分析41-59
• 4.1 滑模控制器的设计41-45
• 4.1.1 滑模控制41-44
• 4.1.2 阀控系统的滑模控制器设计44-45
• 4.2 模型参考自适应控制45-52
• 4.2.1 自适应控制概述45-46
• 4.2.2 基于Lyapunov稳定性理论的自适应律的设计46-50
• 4.2.3 模型参考自适应控制器的设计50-52
• 4.3 自适应滑模控制设计52-53
• 4.4 仿真分析53-58
• 4.5 小结58-59
• 5.算法的软件工程实现59-69
• 5.1 OPC技术59-61
• 5.2 程序设计61-63
• 5.3 MATLAB与PLC的连接设置63-67
• 5.4 系统的仿真运行67-68
• 5.5 小结68-69
• 6.总结与展望69-71
• 6.1 总结69
• 6.2 展望69-71
• 参考文献71-76
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果76-77
• 致谢77-78

【参考文献】

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本文编号：907781