电液伺服控制系统的研究与应用.pdf

西安科技大学
硕士学位论文
电液伺服控制系统的研究与应用
姓名:郑晓华
申请学位级别:硕士
专业:计算机应用技术
指导教师:薛弘晔
@
论文题目:电液伺服控制系统的研究与应用
专业:计算机应用技术
硕士生:郑晓华(签名)
指导教师:薛弘晔(签名)
摘要
造波机是与船模试验水池配套的、能够在水池中模拟波浪的大型实验设备,波浪模
拟对于船舶、水利、港口工程以及海洋工程等许多领域的研究都有重要的意义。本文从
改进水池造波系统性能,提高造波品质,使造波机具有较强的抗击性的目的出发,设计
了电液伺服控制的模拟不规则波摇板式造波机控制系统。
首先,分析了电液伺服摇板式造波机控制系统,在此基础上建立了伺服放大器、电
液伺服阀、阀控液压缸以及拉压力传感器的模型,并进行了合理的系统模型简化,得到
了伺服控制系统的数学模型,导出了系统的仿真模型,对系统进行了仿真研究。
其次,在研究了电液伺服系统 PID 控制算法的基础上,采用 Ziegler-Nichols 方法和
仿真实验法整定了 PID 控制器的参数,验证了该算法在电液伺服控制系统中的有效性。
再次,研究了模糊控制器的理论和方法,重点对在线调整式模糊 PID 参数自整定控
制算法分析和设计。确定了模糊 PID 控制器的结构及电液伺服系统的模糊规则和隶属度
函数,给出了 PID 参数的自整定规则。仿真验证了模糊 PID 参数自整定控制算法具有超
调小、响应速度快、稳态精度高以及自适应性强等优点,并得出了该算法的控制效果优
于常规 PID 控制算法的结论,达到了预期的控制效果。
最后,研究了径向基函数(RBF)神经网络整定的 PID 控制算法,依照神经网络的学
习算法,在线调整 PID 控制器的参数,使得给定的性能指标最优,实验验证了该控制算
法的可行性。

关键词:伺服控制;液压控制;PID;Fuzzy;RBF网络
研究类型:应用研究
Subject : The Research and Application of Electro-Hydraulic Servo
Control System
Specialty : Computer Application Technology
Name : Zheng Xiaohua (Signature)
Instructor : Xue Hongye (Signature)
ABSTRACT
Wave maker is the large laboratory equipment matching ship-model testing basin, which
is able to simulate wave in a basin. Wave simulation is very important to ship, water
conservancy, port engineering, ocean engineering etc. In order to develop the performance in
the basin, enhance the quality and strengthen the oppugn ability of wave maker, this thesis
designs the control system of the rocker-flap wave maker irregular wave simulation controlled
by electro-hydraulic servo.
Firstly, the models of servo amplifier, electro-hydraulic servo valve, valve-controlled
hydraulic and pull-pressure sensor are built, and the system model is simplified reasonably,
which is on the basis of analyzing the control system of electro-hydraulic servo rocker-flap
wave maker. Then, the mathematical model of servo control system was obtained, simulation
model of system was derived, and simulation research was done for the sy