电液比例泵控马达速度控制系统控制策略研究（可复制论文）.pdf

攀一删璇孝走海硕士学位论文必:㈣电液比例泵控马达速度控制系统控制策略研究张晓刚导师姓名职称申请学位级别渣文提交日期张奕副教授答辩委员会主席学位埝文评阋焦生杰教授贺利乐副教授采水刚剐教授
摘要泵控马达系统以其效率高,发热小,寿命长,转动惯量小,响应速度快的优点,适用于高速、大功率应用,在军用和民用领域均有应用。随着技术进步,电液比例技术作为计算机与泵控马达速度系统连接的接口,被广泛应用在工业领域。为提高泵控马达工作能力,就要从控制理论角度研究系统的结构和控制策略。本文首先从电液比例技术的产生背景介绍了电液比例技术的发展概况,以及电液比例技术在工业领域的优势,对电液比例控制系统控制策略的应用现状做了总结。接着分析了泵控马达系统的调速原理以及在工业中的应用;研究了电液比例泵控马达速度系统所遵循的物理规律,并建立系统的数学模型;通过搭建电液比例泵控马达速度系统实验台,对其进行频率特性测试,并采用最小二乘曲线拟合法对系统进行辨识。结合电液比例泵控马达的应用,将电液比例泵控马达可简化为线性定常系统和线性时变系统,对于线性定常系统,提出了基于最优二次型理论腜控制策略;对于线性参数时变系统,提出了最小方差自校正控制策略。依据系统数学模型,在、环境中建立了系统的仿真模型,对以上两种控制策略进行了仿真,仿真结果表明系统的动态性能得到极大的改善,达到了控制的要求,说明控制策略的合理性和可行性。通过对电液比例泵控马达速度系统的研究和控制仿真,从理论上达到了对其控制的要求,为以后的电液比例泵控马达设计提供了理论依据和一定的参考意义。关键词:电液比例,泵控马达,系统辨识,琍,最小方差,自校正控制
··;··.——猦甴甴籔;;.珽,.甌.—.瑃,,,,瓸琣..’琤猻瑃瓵甌,;
孑织能敝储繇彩蕋日刁叩∥月夕日,移划猁论文知识产权权属声明论文独创性声明作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外,对论文的研究做出重本人声明:本人所呈交的学位论文是在导师的指导下,独立进行研究工要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品,知识产权归属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时,署名单位仍然为长安大学。年名作节师孔,一
绪论第一章电液比例技术概论‘控制理论来看,电液比例技术与电液伺服控制技术都可以实现输入一输出的线性控制,液压控制技术从上世纪年代应用在军事领域开始,随着技术进步,已经经历了普通液压控制、液压伺服控制和液压比例控制,特别是随着电子技术的发展,液压控制技术与电子技术结合,产生了机电液控制技术,提高了液压控制的能力,并己在数控机床、车辆转向和传动系等工业领域应用。特别是电液比例控制技术以其低廉的价格和不俗的性能,得到各行业的青睐,成为自动控制领域发展旺盛的一个分支。电液比例泵控马达控制与新的控制策略结合,可实现强大的控制能力,大量应用在数控机床的进给装置、车辆的传动和行走系、大型雷达的跟踪姿态控制等。本文从电液比例泵控马达速度系统的工作原理入手,进行系统辨识和系统控制策略研究,最后对系统进行仿真,分析电液比例控制技术是上世纪中后期才发展起来的碌幕缫嚎刂萍际酰蛭T电液系统中使用了比例控制元件壤А⒈壤糯笃骷氨壤玫,被称为电液比例控制系统。电液比例控制系统具有普通液压系统的简单性和电液伺服系统的高性能,对环境的适应性比电液伺服系统强,输出功率大、效率高等优点,同时又比伺服元件的制造精度要求低,抗干扰能力强,维护简单,价格也低廉,因此在很多领域开始应用。对于电液比例技术在实际工程控制中,没有电液伺服控制技术应用成熟,还有些问题要进行研究探讨,使其更加成熟【。电液比例控制技术是介于普通液压控制和液压伺服控制之间的一种新的控制方式,采用了电液比例元件的液压系统可以实现误差范围内的比例关系,即实现系统的输出量与控制量之间成线性关系,可以确保输出量的大小按比例的随输入量的变化而变化。从电液伺服控制技术的控制精度更高,由于二者产生的历史背景和技术手段不同,在应用中伺服控制技术侧重于控制精度高的场合,例如军事、航空和宇航技术,电液比例技术由于控制精度没有伺服控制高,但由于价格的低廉,被广泛应用在民用工业。由于使用场合和技术的不同,一般将比例控制和伺服控制区别开,在液压控制系统中二者的主要区别是采用的控制元件不同,电液比例控制技术采用电液比例阀或电液比例泵,电液伺服控制系统采用的控制元件是伺服阀。了系统的性能。.壤刂萍际醯奶氐长安大学硕士学位论文’
比例控制元件和伺服控制元件的结构不同,从机一电转换装置上来看,比例控制元的伺服阀的电