基于混沌微粒群的矫直机伺服压下系统设计

发布时间：2017-05-29 04:04

  本文关键词：基于混沌微粒群的矫直机伺服压下系统设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：针对国内现有全液压矫直机伺服压下系统在响应速度、控制精度和智能化方面难以满足钢铁企业更高的要求的问题,本研究着眼于辊式板材矫直机的液压压下系统,利用基于混沌微粒群的PID优化算法对伺服控制系统进行了优化设计。为了满足控制算法的需求,对矫直机伺服压下系统的控制器进行了改造升级,即在原有的PLC控制器上添加FM458模块来实现系统的控制算法。软件部分主要是设计了较为完善的控制算法,构建了辊式板材矫直机液压伺服压下系统控制流程的数学模型,在传统的PID控制算法的基础之上提出了基于混沌微粒群优化PID的改进后的控制算法。通过Matlab仿真数据的对比,经验证,本算法控制效果改善程度较大,与传统的PID控制算法相比,压下系统的响应速度和控制精度都得到显著提高,其中,伺服控制系统调节时间减少了30%,动态误差约为0.1mm。针对液压压下系统伺服控制系统中常见的四缸同步控制问题,依托于“两主两从”的控制策略来保证系统最大的同步精度。依据工业实验验证,新系统的位移同步误差最大为0.23mm,稳态最大误差为0.06mm。相比以往矫直机中所使用的传统控制算法,本系统在响应速度、控制精度以及同步控制精度方面都有所改善,可用于工业实际矫直控制。
【关键词】：伺服控制 FM 458 混沌微粒群 同步控制
【学位授予单位】：太原科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG333.23
【目录】：

• 中文摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-18
• 1.1 课题研究背景及意义8-9
• 1.2 国内外矫直机的发展历史和研究现状9-13
• 1.2.1 国外辊式矫直机发展历史及研究现状9-12
• 1.2.2 国内辊式矫直机发展历史及研究现状12-13
• 1.3 液压伺服压下系统概述13-16
• 1.3.1 液压伺服压下系统研究现状13-15
• 1.3.2 微粒群算法15
• 1.3.3 混沌优化算法15-16
• 1.4 本课题主要研究内容16-18
• 第二章 全液压矫直机压下系统数学模型的建立18-30
• 2.1 矫直机工作原理18-20
• 2.1.1 矫直机的矫直原理18-19
• 2.1.2 全液压矫直机工作流程19-20
• 2.2 矫直机液压伺服压下系统数学模型20-29
• 2.2.1 液压伺服压下系统工作流程20-21
• 2.2.2 放大器和伺服电磁阀传递函数21-22
• 2.2.3 阀控液压缸传递函数22-28
• 2.2.4 位移传感器传递函数28
• 2.2.5 全液压矫直机伺服压下系统数学模型28-29
• 2.3 本章小结29-30
• 第三章 矫直机伺服压下系统控制算法设计30-48
• 3.1 经典PID控制算法30-31
• 3.2 微粒群优化算法31-34
• 3.2.1 微粒群优化PID原理31-32
• 3.2.2 微粒群算法优化步骤32-34
• 3.3 混沌微粒群算法优化PID34-37
• 3.3.1 混沌运动34-35
• 3.3.2 基于混沌微粒群优化算法的PID参数整定35-37
• 3.4 仿真与结果分析37-46
• 3.5 本章小结46-48
• 第四章 矫直机伺服压下控制系统实验研究48-62
• 4.1 实验目的和原理48
• 4.2 实验系统介绍48-55
• 4.2.1 矫直机实验平台48-51
• 4.2.2 主控制器设计51-55
• 4.2.3 反馈回路设计55
• 4.3 矫直机压下控制系统软件设计55-57
• 4.4 实验数据分析57-60
• 4.5 本章小结60-62
• 第五章 结论与展望62-64
• 5.1 论文工作总结62-63
• 5.2 研究展望63-64
• 参考文献64-68
• 致谢68-69
• 攻读学位期间发表的学术论文69-70

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