本文關(guān)鍵詞：反饋通道含有間隙非線性對(duì)電液位置伺服系統(tǒng)影響的分析及補(bǔ)償

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【摘要】：當(dāng)電液位置伺服系統(tǒng)的位置反饋采用外置式反饋傳感器時(shí),因安裝、磨損、沖擊等原因,液壓缸活塞桿與位移傳感器連接部分出現(xiàn)間隙,造成電液位置伺服系統(tǒng)反饋通道間隙非線性,影響系統(tǒng)的控制精度、沖擊和穩(wěn)定性,使得系統(tǒng)不能穩(wěn)定工作。針對(duì)反饋通道中存在的間隙,根據(jù)電液位置伺服系統(tǒng)輸入輸出特性和低阻尼特性,以遲滯間隙模型對(duì)反饋通道間隙進(jìn)行描述;建立了反饋通道含間隙的電液位置伺服系統(tǒng)的模型;利用Matlab/Simulink對(duì)含不同尺寸間隙值的電液位置伺服系統(tǒng)進(jìn)行了仿真分析研究,仿真結(jié)果表明:(1)隨著反饋通道間隙的增大,系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)調(diào)節(jié)時(shí)間相應(yīng)增大,振蕩越劇烈;(2)當(dāng)反饋通道間隙值增大至0.08mm時(shí),出現(xiàn)極限環(huán)振蕩,系統(tǒng)不能穩(wěn)定工作。(3)當(dāng)反饋通道間隙值增大至0.1mm時(shí),系統(tǒng)的超調(diào)量從37.08%增加到43.85%。設(shè)計(jì)了間隙非線性的補(bǔ)償算法:利用前后兩次采樣的位移差值和位移變化率將整個(gè)控制過程分為上升階段、間隙階段、剛進(jìn)入穩(wěn)態(tài)階段、穩(wěn)態(tài)階段4種狀態(tài);在此基礎(chǔ)上對(duì)電液位置伺服系統(tǒng)反饋通道間隙狀態(tài)進(jìn)行判斷,通過實(shí)驗(yàn)試湊法得出間隙階段和不在間隙階段的PID控制參數(shù),通過給適合不同階段的PID控制參數(shù),進(jìn)而達(dá)到對(duì)間隙補(bǔ)償效果。進(jìn)行了不同間隙值時(shí)電液位置伺服系統(tǒng)的階躍響應(yīng)實(shí)驗(yàn),對(duì)仿真結(jié)果和補(bǔ)償算法進(jìn)行驗(yàn)證,考慮到具體實(shí)驗(yàn)過程中無法精確的設(shè)置0mm—0.1mm的間隙值,故將間隙夸大的設(shè)置為1mm-3mm進(jìn)行初步的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:當(dāng)反饋通道不存在間隙時(shí),電液位置伺服系統(tǒng)的階躍響應(yīng)幾乎不存在穩(wěn)態(tài)誤差和極限環(huán)振蕩;當(dāng)反饋通道間隙從1mm增大至3mm時(shí),電液位置伺服系統(tǒng)的階躍響應(yīng)的超調(diào)量顯著增大,出現(xiàn)極限環(huán)振蕩,而且隨著間隙的增大,極限環(huán)振蕩的頻率在降低;采用本文提出的間隙補(bǔ)償算法為控制算法進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)時(shí),電液位置伺服系統(tǒng)的階躍響應(yīng)的超調(diào)量下降明顯,甚至消失,基本抑制了極限環(huán)振蕩現(xiàn)象的出現(xiàn),補(bǔ)償效果明顯。設(shè)計(jì)了反饋通道間隙對(duì)電液位置伺服系統(tǒng)影響實(shí)驗(yàn)研究方案,從PLC的循環(huán)掃描時(shí)間和實(shí)現(xiàn)復(fù)雜算法角度驗(yàn)證PLC作為本實(shí)驗(yàn)控制器的可能性,選取PLC作為實(shí)驗(yàn)的控制器,并使用梯形圖編寫了控制算法和補(bǔ)償控制算法,利用LabVIEW軟件設(shè)計(jì)了人機(jī)界面,利用Host Link通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)了上位機(jī)與Omron CP1H-XA PLC的參數(shù)傳遞,設(shè)計(jì)了反饋通道間隙的調(diào)節(jié)裝置和測(cè)量裝置。
【關(guān)鍵詞】：反饋通道 間隙非線性 PLC 補(bǔ)償辦法
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH137;TP273
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 課題來源10
• 1.2 課題研究背景及意義10-11
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-16
• 1.3.1 間隙的國外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3.2 間隙的國內(nèi)研究現(xiàn)狀13-16
• 1.4 論文主要內(nèi)容16-17
• 第2章 反饋通道含有間隙的電液位置伺服系統(tǒng)模型建立及仿真分析17-26
• 2.1 電液位置伺服系統(tǒng)中的間隙分析17-19
• 2.2 反饋通道含間隙的電液位置伺服系統(tǒng)模型建立19-22
• 2.2.1 閥控缸模型19-21
• 2.2.2 反饋通道間隙分析21-22
• 2.2.3 電液位置伺服系統(tǒng)仿真模型建立22
• 2.3 電液位置伺服系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)仿真分析22-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 第3章 反饋通道含間隙非線性的電液位置伺服系統(tǒng)補(bǔ)償方法26-30
• 3.1 電液位置伺服系統(tǒng)反饋通道間隙狀態(tài)判別方法26-27
• 3.2 反饋通道間隙非線性補(bǔ)償算法設(shè)計(jì)思路27-28
• 3.3 本章小結(jié)28-30
• 第4章 反饋通道含有間隙非線性的電液位置伺服系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究30-55
• 4.1 反饋通道含間隙的電液位置伺服系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方案30-31
• 4.2 反饋通道含有間隙的電液位置伺服系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)組成31-32
• 4.2.1 電液位置伺服系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)31-32
• 4.2.2 關(guān)鍵元器件選型32
• 4.3 反饋通道間隙的調(diào)節(jié)與測(cè)量裝置設(shè)計(jì)32-35
• 4.3.1 反饋通道間隙調(diào)節(jié)裝置32-34
• 4.3.2 反饋通道間隙測(cè)量裝置34-35
• 4.4 反饋通道含間隙的電液位置伺服系統(tǒng)控制算法實(shí)現(xiàn)35-46
• 4.4.1 電液位置伺服系統(tǒng)控制器選型35-39
• 4.4.2 基于PLC梯形圖的常規(guī)PID算法實(shí)現(xiàn)39-45
• 4.4.3 基于PLC梯形圖的間隙補(bǔ)償算法實(shí)現(xiàn)45-46
• 4.5 上位機(jī)與PLC控制器參數(shù)傳遞實(shí)現(xiàn)46-49
• 4.6 反饋通道間隙對(duì)電液位置伺服系統(tǒng)影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果49-54
• 4.6.1 PID控制參數(shù)調(diào)節(jié)51
• 4.6.2 常規(guī)PID控制算法實(shí)驗(yàn)結(jié)果51-53
• 4.6.3 補(bǔ)償控制算法實(shí)驗(yàn)結(jié)果53-54
• 4.7 本章小結(jié)54-55
• 總結(jié)與展望55-57
• 1 總結(jié)55
• 2 展望55-57
• 參考文獻(xiàn)57-60
• 致謝60-61
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄61-62
• 附錄B 科研實(shí)踐62

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 文祥;陳章位;賀惠農(nóng);;間隙對(duì)兩軸液壓振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)影響的研究[J];振動(dòng)與沖擊;2014年01期

2 潘冬;趙陽;王興貴;馬文來;;反作用輪鉸間隙對(duì)航天器動(dòng)態(tài)特性影響分析[J];振動(dòng)與沖擊;2012年13期

3 黃立梅;吳成富;馬松輝;;抑制飛控系統(tǒng)舵機(jī)間隙影響的非線性補(bǔ)償器設(shè)計(jì)[J];飛行力學(xué);2012年02期

4 趙奇峰;閔濤;楊黔龍;田亞軍;;基于LabVIEW串口數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展;2011年11期

5 趙陽;白爭鋒;王興貴;;含間隙衛(wèi)星天線雙軸定位機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)仿真分析[J];宇航學(xué)報(bào);2010年06期

6 梁國偉;陳方泉;林祖?zhèn)?;基于LabVIEW的串口數(shù)據(jù)采集的實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用[J];現(xiàn)代機(jī)械;2009年05期

7 時(shí)兵;金燁;;面向虛擬樣機(jī)的機(jī)構(gòu)間隙旋轉(zhuǎn)鉸建模與動(dòng)力學(xué)仿真[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2009年04期

8 楊啟超;李連生;趙遠(yuǎn)揚(yáng);束鵬程;;電渦流法測(cè)量渦旋壓縮機(jī)軸向間隙的可行性試驗(yàn)研究[J];中國機(jī)械工程;2007年17期

9 閻紹澤,陳鹿民,季林紅,俞武勇,金德聞;含間隙鉸的機(jī)械多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型[J];振動(dòng)工程學(xué)報(bào);2003年03期

10 邱立新,王振華;航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉尖間隙測(cè)量研究[J];航空發(fā)動(dòng)機(jī);2001年04期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 文祥;含間隙副多軸電液振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)研究[D];浙江大學(xué);2013年

2 白爭鋒;考慮鉸間間隙的機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 李娜娜;間隙非線性對(duì)電液位置伺服系統(tǒng)的影響及其補(bǔ)償方法研究[D];蘭州理工大學(xué);2014年

2 王凱;基于葉尖定時(shí)和雙頻激光相位測(cè)距的葉尖間隙測(cè)量技術(shù)[D];天津大學(xué);2014年

3 譚軍鑫;伺服系統(tǒng)在線傳動(dòng)間隙辨識(shí)及其負(fù)面效應(yīng)抑制[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2012年

4 謝曉燕;伺服系統(tǒng)的消隙抑振研究[D];南京理工大學(xué);2008年

5 丁策;具有間隙遲滯非線性系統(tǒng)的補(bǔ)償控制算法研究[D];吉林大學(xué);2008年

6 白爭鋒;含間隙機(jī)構(gòu)接觸碰撞動(dòng)力學(xué)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2007年

7 趙全軍;工業(yè)過程中間隙非線性特性的控制研究[D];華北電力大學(xué)（北京）;2006年

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本文編號(hào)：839722