本文關(guān)鍵詞：分布式電動(dòng)直驅(qū)液壓伺服系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制策略的研究

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【摘要】：摘要：液壓系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的各個(gè)方面,而液壓系統(tǒng)的動(dòng)力裝置是其關(guān)鍵組成部分,很大程度上決定了系統(tǒng)的靜、動(dòng)態(tài)特性。本課題針對(duì)常規(guī)液壓系統(tǒng)的動(dòng)力裝置存在的問題,首次提出了一種新型的分布式電動(dòng)直驅(qū)液壓伺服系統(tǒng),將傳統(tǒng)柱塞泵由單個(gè)旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)集中式控制,改變?yōu)槎鄠�(gè)電動(dòng)裝置帶動(dòng)多個(gè)柱塞的分布式控制。同時(shí)本文討論了多通道協(xié)調(diào)控制策略,以實(shí)現(xiàn)較快的響應(yīng)速度,減少系統(tǒng)多余流量,實(shí)現(xiàn)非節(jié)流控制,從而整體提高液壓系統(tǒng)效率,減少能耗,改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。首先,本文分析了國內(nèi)外針對(duì)液壓伺服系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀,簡要介紹了傳統(tǒng)閥控液壓伺服系統(tǒng)和泵控液壓伺服系統(tǒng)的工作原理并指出其存在的問題,針對(duì)這些問題本文提出一種新型的分布式電動(dòng)直驅(qū)液壓伺服系統(tǒng)。其次,本文介紹了電動(dòng)推桿和液壓缸的選型,建立了交流伺服電機(jī)、機(jī)械傳動(dòng)裝置以及液壓缸的數(shù)學(xué)模型并仿真分析交流伺服電機(jī)以及分布式電動(dòng)直驅(qū)液壓伺服系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性；在第三章中,本文針對(duì)多通道伺服電機(jī)的同步控制和協(xié)調(diào)控制做了詳細(xì)地分析。研究同步控制是做好協(xié)調(diào)控制的基礎(chǔ)。通道內(nèi)采用PID控制算法進(jìn)行控制。再次,搭建了分布式電動(dòng)直驅(qū)液壓伺服系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),包括電氣控制柜的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。詳細(xì)介紹了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的主要構(gòu)成,強(qiáng)弱電線路設(shè)計(jì),主要設(shè)備的特征參數(shù)以及機(jī)械平臺(tái)的CAD圖紙等。最后,在已搭建好的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)基礎(chǔ)上,編寫了上位機(jī)控制軟件并進(jìn)行了多組實(shí)驗(yàn)。包括單通道伺服電機(jī)的位置階躍響應(yīng)、正弦響應(yīng)、斜坡響應(yīng)、方波響應(yīng)實(shí)驗(yàn),用以衡量伺服電機(jī)的動(dòng)態(tài)特性,包括伺服電機(jī)的響應(yīng)速度、低速特性、頻響等指標(biāo)。進(jìn)行了雙通道的位置同步實(shí)驗(yàn)和四通道的位置同步實(shí)驗(yàn),比較并分析其同步性能。最后進(jìn)行了四通道速度協(xié)調(diào)控制實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文設(shè)計(jì)的分布式電動(dòng)直驅(qū)液壓伺服系統(tǒng)能夠穩(wěn)定工作；實(shí)現(xiàn)了對(duì)負(fù)載位置和速度控制,控制精度高,同步效果好；取得了一種協(xié)調(diào)控制策略,證明了本創(chuàng)新方案的可行性,為后續(xù)的實(shí)驗(yàn)打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：電動(dòng)直驅(qū) 分布控制 液壓伺服系統(tǒng) 協(xié)調(diào)控制策略
【學(xué)位授予單位】：中國計(jì)量學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH137
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-14
• 1 緒論14-23
• 1.1 課題研究背景及意義14-15
• 1.2 傳統(tǒng)閥控液壓伺服系統(tǒng)及特點(diǎn)15-16
• 1.3 傳統(tǒng)泵控液壓伺服系統(tǒng)及特點(diǎn)16-17
• 1.4 分布式電動(dòng)直驅(qū)液壓伺服系統(tǒng)及特點(diǎn)17-20
• 1.5 國內(nèi)外發(fā)展與研究現(xiàn)狀20-21
• 1.6 論文主要工作21-23
• 2 分布式電動(dòng)直驅(qū)液壓系統(tǒng)模型的建立與分析23-38
• 2.1 引言23
• 2.2 電動(dòng)推桿的數(shù)學(xué)模型23-33
• 2.2.1 各類伺服電機(jī)對(duì)比23-24
• 2.2.2 電動(dòng)推桿的選型24-25
• 2.2.3 永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型25-29
• 2.2.4 滾珠絲杠的數(shù)學(xué)模型29-30
• 2.2.5 單通道電動(dòng)推桿數(shù)學(xué)模型仿真30-33
• 2.3 液壓缸的數(shù)學(xué)模型33-37
• 2.3.1 液壓缸的選型33-35
• 2.3.2 液壓缸數(shù)學(xué)模型的建立35-37
• 2.4 分布式電動(dòng)直驅(qū)液壓伺服系統(tǒng)仿真37-38
• 3 協(xié)調(diào)控制策略的研究38-45
• 3.1 引言38
• 3.2 多通道同步控制策略38-42
• 3.2.1 并行同步控制策略39
• 3.2.2 主從同步控制策略39-40
• 3.2.3 交叉耦合同步控制策略40
• 3.2.4 電子虛擬總軸同步控制策略40-41
• 3.2.5 偏差耦合同步控制策略41
• 3.2.6 環(huán)行耦合控制策略41-42
• 3.3 多通道協(xié)調(diào)控制策略42-45
• 4 分布式電動(dòng)直驅(qū)液壓伺服系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)45-56
• 4.1 引言45
• 4.2 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)組成及工作原理45-46
• 4.3 電氣控制柜的設(shè)計(jì)46-49
• 4.4 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)49-52
• 4.4.1 伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)49-50
• 4.4.2 液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)50
• 4.4.3 主控單元50-51
• 4.4.4 位移檢測(cè)元件51
• 4.4.5 供電模塊51-52
• 4.5 實(shí)驗(yàn)臺(tái)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)52-56
• 5 實(shí)驗(yàn)研究56-66
• 5.1 上位機(jī)控制軟件實(shí)現(xiàn)56-58
• 5.2 單通道伺服電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)58-61
• 5.2.1 階躍響應(yīng)實(shí)驗(yàn)58-59
• 5.2.2 正弦響應(yīng)實(shí)驗(yàn)59-60
• 5.2.3 斜坡響應(yīng)實(shí)驗(yàn)60-61
• 5.2.4 方波響應(yīng)實(shí)驗(yàn)61
• 5.3 通道位置同步控制實(shí)驗(yàn)61-62
• 5.4 四通道位置同步控制實(shí)驗(yàn)62-63
• 5.5 四通道速度同步控制實(shí)驗(yàn)63-64
• 5.6 四通道速度協(xié)調(diào)控制實(shí)驗(yàn)64-66
• 6 總結(jié)與展望66-68
• 6.1 總結(jié)66
• 6.2 展望66-68
• 參考文獻(xiàn)68-71
• 附錄71-73
• 作者簡歷73

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