雙液壓缸同步數(shù)字控制系統(tǒng)研究.pdf

1、液壓技術(shù)在工程機(jī)械及航空航天等領(lǐng)域中應(yīng)用非常廣泛，而在一些負(fù)載比較大的場(chǎng)合或因布局需要兩個(gè)執(zhí)行元件共同驅(qū)動(dòng)一個(gè)工作部件，液壓同步技術(shù)因此得到發(fā)展。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和加工制造技術(shù)的快速進(jìn)步，越來越多的加工機(jī)械及冶金設(shè)備等對(duì)液壓同步技術(shù)的高精度要求越來越迫切。影響同步系統(tǒng)精度的主要因素有系統(tǒng)流量控制元件和控制策略的應(yīng)用。目前流量控制元件主要有電液比例閥、電液伺服閥和數(shù)字流量閥，其中數(shù)字閥是新的發(fā)展趨勢(shì)，它能夠與計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代控制理論相結(jié)合

2、形成數(shù)字控制系統(tǒng)，對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行閉環(huán)控制，以提高同步系統(tǒng)控制精度。
　　 本文首先根據(jù)要求對(duì)雙液壓同步系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，提出采用新型數(shù)字閥作為系統(tǒng)控制元件實(shí)行閉環(huán)控制的設(shè)計(jì)方案，接著按照總體設(shè)計(jì)的要求設(shè)計(jì)雙液壓同步系統(tǒng)回路，并詳細(xì)介紹了新型數(shù)字閥的設(shè)計(jì)及其工作原理。由于系統(tǒng)采用閉環(huán)控制，因此對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置檢測(cè)是必不可少的。但由于本系統(tǒng)使用環(huán)境非常惡劣，采用外置傳感器檢測(cè)容易失效而導(dǎo)致檢測(cè)故障，造成系統(tǒng)不能同步。為此本文對(duì)液壓缸

3、進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)，將液壓缸的位置檢測(cè)裝置設(shè)計(jì)成安裝在缸內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，使其不受外界使用環(huán)境的影響。在系統(tǒng)的控制器選型上，本文選擇了在機(jī)電控制中應(yīng)用較多的單片機(jī)作為系統(tǒng)控制器。
　　 同步控制策略的應(yīng)用同樣制約著系統(tǒng)的同步精度，本文對(duì)比各種控制策略對(duì)系統(tǒng)同步精度的影響，選擇了“同等方式”的控制策略。并在此基礎(chǔ)上建立系統(tǒng)的近似數(shù)學(xué)模型，畫出了同步系統(tǒng)傳遞函數(shù)方框圖。由于液壓同步系統(tǒng)具有強(qiáng)耦合及非線性的特點(diǎn)，因此將數(shù)字PID控制算法引入系統(tǒng)

4、。通常對(duì)PID控制算法中參數(shù)的整定都是在某一特定條件下完成的，因此不能有效克服模型參數(shù)等其他因素的變化對(duì)系統(tǒng)的影響。然而采用先進(jìn)控制策略和PID控制算法相結(jié)合能解決以上問題，因此本文提出采用模糊控制算法對(duì)PID參數(shù)進(jìn)行在線整定，設(shè)計(jì)適應(yīng)該系統(tǒng)的模糊控制器，并介紹了模糊PID控制算法程序?qū)崿F(xiàn)的過程。
　　 最后，利用MATLAB/SIMULINK仿真軟件對(duì)雙液壓同步系統(tǒng)進(jìn)行性能仿真，分析了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和同步性。結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的控制