| 【中文题名】 | FESTO液压位置系统的控制开发及研究 |
| 【英文题名】 | |
| 【学科专业】 | 机械设计及理论 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-8-29 |
| 【中关键词】 | 液压比例控制,电液比例位置控制系统,计算机仿真,PID控制,最优状态控制,实验研究 |
| 【英关键词】 | hydraulic proportional control,EHPPCS（electricity hydraulic proportional position control system）,Computational simulations PID control,Linear quadratic optimal control,Experiments, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化系统>一般自动化系统>流体系统 |
| 【论文摘要】 |
比例阀控制液压系统兼有普通阀价格的优势和伺服阀卓越的性能，是一种极具发展前途的液压控制技术；计算机技术的日益成熟，使其在工业生产中得到广泛运用，具有重要的地位；而数据采集技术是实现计算机控制技术的先决条件，影响到整个系统性能参数；工业发展对系统控制性能日益要求改善，各种控制算法和理论得到了深入的研究。在本课题研究中，实现了液压比例控制技术、计算机控制技术、数据采集技术和控制理论的融合。
本文为我院FESTO实验设备融入计算机技术和数据采集技术等新兴科技、提升整个系统的性能和开设机电液相结合的实验做了大量工作。
本文拟定了FESTO液压位置控制系统的总体方案。通过分析FESTO液压系统中的三位四通比例电磁阀的流量特性、液压缸内的压力、流量变化过程等，基于流体动力学、流量连续定律及牛顿第二定律，建立了较为精确的系统数学模型。分析了系统的基本特性。并分别利用增量式PID算法和线性二次型最优控制理论对控制系统进行了调节。对比仿真效果得出线性二次型最优控制理论更适合本系统。仿真结果表明，系统性能稳定、超调小、响应快。证明了系统整体方案设计、数学模型建立及控制策略选择的正确性。在实验中，对FES... |
| 【论文题纲】 |
|
目录 |
3-5 |
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摘要 |
5-6 |
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ABSTRACT |
6-7 |
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第一章 绪论 |
7-14 |
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1.1 液压控制技术简述 |
7-8 |
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1.2 国内外液压技术概况 |
8 |
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1.3 液压传动及控制技术的发展概述 |
8-10 |
|
1.4 电液比例技术 |
10 |
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1.5 电液比例位置控制系统 |
10-11 |
|
1.6 FESTO液压系统 |
11-12 |
|
1.7 课题来源 |
12 |
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1.8 课题研究的主要内容 |
12-14 |
|
第2章 FESTO液压位置控制系统的方案设计与分析 |
14-22 |
|
2.1 液压系统方案的设计 |
14-18 |
|
2.2 液压系统方案的确定 |
18-21 |
|
2.3 小结 |
21-22 |
|
第三章 电液比例位置控制系统数学模型的建立 |
22-29 |
|
3.1 数字控制器环节 |
22 |
|
3.2 比例放大器环节 |
22-23 |
|
3.3 比例方向阀控液压缸环节 |
23-27 |
|
3.3.1 非线性数学模型 |
23-25 |
|
3.3.2 线性化数学模型 |
25-27 |
|
3.4 小结 |
27-29 |
|
第四章 系统的仿真分析 |
29-34 |
|
4.1 系统特性的仿真分析 |
29-30 |
|
4.2 系统参数影响的仿真分析 |
30-33 |
|
4.3 小结 |
33-34 |
|
第五章 系统控制算法的分析与比较 |
34-54 |
|
5.1 液压位置控制系统的增量式PID控制算法 |
34-41 |
|
5.1.1 系统PID控制策略研究 |
36-37 |
|
5.1.2 增量式PID控制算法 |
37-39 |
|
5.1.3 控制参数的选取 |
39-40 |
|
5.1.4 PID控制仿真分析 |
40-41 |
|
5.2 液压位置控制系统的最优状态反馈控制研究 |
41-52 |
|
5.2.1 常规状态反馈控制 |
41-46 |
|
5.2.1.1 系统的能控性 |
42-43 |
|
5.2.1.2 系统的能观性 |
43-44 |
|
5.2.1.3 状态观测器的实现 |
44-46 |
|
5.2.2 系统的最优反馈控制的研究 |
46-49 |
|
5.2.3 最优控制MATLAB实现 |
49-52 |
|
5.3 小结 |
52-54 |
|
第六章 FESTO液压位置控制系统实验及数据分析 |
54-68 |
|
6.1 FESTO液压实验设备 |
54-63 |
|
6.1.1 位移传感器的标定 |
55-56 |
|
6.1.2 绘制两通放大器的特性曲线 |
56-58 |
|
6.1.3 绘制4/3比例阀的特性曲线，对两通放大器进行最优设定 |
58-63 |
|
6.2 数据采集部分 |
63-66 |
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6.2.1 模入部分 |
64 |
|
6.2.2 模出部分 |
64-65 |
|
6.2.3 数字量输入输出部分 |
65 |
|
6.2.4 采集卡的安装与使用注意事项 |
65-66 |
|
6.3 数据处理部分 |
66-67 |
|
6.3.1 回归分析 |
66 |
|
6.3.2 最小二乘法 |
66-67 |
|
6.4 小结 |
67-68 |
|
第七章 总结 |
68-70 |
|
致谢 |
70-71 |
|
参考文献 |
71-74 |
|
附件 |
74-75 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.384991 |
