電液比例控制系統(tǒng)以其結(jié)構(gòu)簡單、控制精度高、易于實現(xiàn)自動控制和適于大功率場合等特點,在工程領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。采用電液比例技術(shù)實現(xiàn)液壓機構(gòu)之間的同步問題正日益得到重視。由于其同步性能直接影響到系統(tǒng)的加工效果,因而,研究高性能的同步控制算法具有重要的實用價值。 本文基于自行研制的PC104+DSP運動控制卡結(jié)構(gòu)的電液比例控制系統(tǒng)平臺,對運動控制卡上DSP模塊進行了軟件開發(fā),重點是對適用于該系統(tǒng)下的控制算法進行仿真分析和實驗性能對比。主要研究工作和成果如下: (1)分析了電液比例同步控制系統(tǒng)的特點,以自行設(shè)計的PC104+DSP運動控制卡為系統(tǒng)硬件平臺,采用模塊化思想,對系統(tǒng)的控制軟件進行了模塊劃分和運動控制設(shè)計。DSP上編程實現(xiàn)了運動控制功能、上下位機通訊、以及人機輸入設(shè)備通訊等模塊。 (2)基于對電液比例系統(tǒng)中動力元件的動力學特性分析,建立系統(tǒng)中各元件的數(shù)學模型,并在Matlab/SIMULINK中建立相應(yīng)的仿真模型,最終形成雙缸系統(tǒng)的完整數(shù)學模型,模型經(jīng)過試驗驗證。 (3)以系統(tǒng)的數(shù)學模型為基礎(chǔ),在SIMULINK中進行控制算法仿真。在分析了傳統(tǒng)PID控制算法的前提下,考慮到電液比例系統(tǒng)非線性,時變性等特點,研究了前饋PID控制、模糊控制、模糊自適應(yīng)PID控制下雙缸同步的控制效果。最終,基于電液比例實驗平臺對控制算法進行了工程實現(xiàn)、參數(shù)整定,以及不同負載下的響應(yīng)特性分析和性能對比。 本文設(shè)計開發(fā)的運動控制的軟件模塊、設(shè)備間通訊,以及各種PID控制算法,經(jīng)過工程實現(xiàn)與參數(shù)整定,對促進電液比例同步控制系統(tǒng)在工程領(lǐng)域中的實際應(yīng)用具有重要參考價值。
【學位單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2010
【中圖分類】：TH137
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
目錄
圖表清單
第一章 緒論
    1.1 電液比例控制技術(shù)
        1.1.1 電液比例控制系統(tǒng)及其組成
        1.1.2 電液比例控制的特點
    1.2 電液比例控制技術(shù)的發(fā)展
    1.3 電液比例位置同步控制
        1.3.1 電液比例位置控制
        1.3.2 液壓同步控制及策略
        1.3.3 電液比例同步控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
    1.4 本文的研究目的及內(nèi)容
        1.4.1 研究目的與研究內(nèi)容
        1.4.2 本文內(nèi)容安排
第二章 電液比例控制系統(tǒng)設(shè)計
    2.1 控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
    2.2 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)
    2.3 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)
        2.3.1 DSP 軟件模塊設(shè)計
        2.3.2 人機輸入設(shè)備軟件模塊設(shè)計
    2.4 本章小結(jié)
第三章 電液比例同步控制系統(tǒng)仿真
    3.1 電液比例同步控制系統(tǒng)工作原理
    3.2 系統(tǒng)數(shù)學建模
        3.2.1 功率放大器
        3.2.2 電液比例方向閥
        3.2.3 閥控非對稱缸
        3.2.4 單缸閉環(huán)回路數(shù)學建模
    3.3 系統(tǒng)仿真模型建立
        3.3.1 功率放大器模塊建立
        3.3.2 電液比例方向閥模塊建立
        3.3.3 閥控非對稱缸模塊建立
        3.3.4 系統(tǒng)仿真模型建立
    3.4 系統(tǒng)仿真模型驗證
    3.5 本章小結(jié)
第四章 電液比例同步控制算法和仿真
    4.1 仿真分析的前提
    4.2 PID 控制
        4.2.1 PID 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及原理
        4.2.2 數(shù)字 PID 控制算法
        4.2.3 PID 仿真分析
    4.3 前饋+PID 控制
        4.3.1 前饋+PID 控制原理
        4.3.2 前饋+PID 控制仿真分析
    4.4 模糊控制
        4.4.1 模糊控制器的基本結(jié)構(gòu)
        4.4.2 常規(guī)模糊控制原理和仿真
        4.4.3 模糊自適應(yīng)PID 控制原理和仿真
    4.5 控制算法對比總結(jié)
    4.6 本章小結(jié)
第五章 實驗驗證與分析
    5.1 實驗環(huán)境
    5.2 主控制器和上位機交互的實現(xiàn)
    5.3 上位機鍵盤標準PS/2 接口的實現(xiàn)
    5.4 電液比例同步控制算法參數(shù)整定及性能對比實驗
        5.4.1 參數(shù)整定
        5.4.2 對比實驗
    5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 研究展望
參考文獻
致謝
在學期間的研究成果及發(fā)表的學術(shù)論文

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