連續(xù)可變量噴霧系統實驗建模及噴霧流量控制方法研究.pdf

1、以開發(fā)新型精確變量噴霧裝備為目標，構建了以電動比例調節(jié)閥為連續(xù)變流器件的連續(xù)可變量噴霧系統。為使該變量噴霧系統能夠穩(wěn)定、快速、準確的實現變量噴霧，本文從開環(huán)控制和閉環(huán)控制兩個方面對連續(xù)可變量噴霧系統進行研究。主要研究工作包括以下幾個方面：
　　 (1)開環(huán)控制為使連續(xù)可變量噴霧系統用于調流變量噴霧試驗研究，完成測流和調流兩個標定實驗。調流標定實驗發(fā)現，連續(xù)可變量噴霧系統含有回程誤差，回程誤差為26.2％。實驗得出了系統開環(huán)控制的

2、階躍響應特性和穩(wěn)態(tài)精度，結果表明：在6種階躍幅值△Q=(1，2，3，3.5，4，4.3)條件下，系統上升時間的最大值為0.87s，表明系統響應速度與現有的調壓變量噴霧系統相當；系統上升時間、峰值時間和超調量都表現出幅值相關性，說明系統屬于非線性系統。因此對此類變量噴霧系統的控制方案和控制設計必須考慮非線性問題。同時，由于系統含有回程誤差，導致系統開環(huán)控制的穩(wěn)態(tài)精度不高，為了提高穩(wěn)態(tài)精度，需要進行閉環(huán)控制，為此首先需要建立連續(xù)可變量噴霧系

3、統的數學模型。
　　 (2)實驗建模實驗測得了階躍幅值u∈[5，30]，步長h=1的26條階躍曲線，實驗發(fā)現當階躍幅值u∈[5，14]時，系統不含有超調；當階躍幅值u∈[15,30]時，系統含有超調。因此，本文根據系統有無超調，將系統分為兩部分進行建模。建模的任務主要包括兩部分內容：①模型結構的辨識；②模型參數的辨識。本文采用AIC(Akaike Information Criterion)定階法給出了系統模型階的辨識，采用最小

4、二乘法給出了系統模型參數的辨識，最后采用Matlab仿真對模型進行了驗證。結果表明：系統不含超調部分可用一階模型表示，系統含超調的部分可用四階模型表示，且系統含有純滯后環(huán)節(jié)，純滯后時間為1.13s。
　　 (3)閉環(huán)控制依據所得連續(xù)可變量噴霧系統模型，完成了閉環(huán)控制器的設計及仿真工作。本文進行了常規(guī)PID控制和Smith預估控制兩類控制器的設計，完成了控制器參數的整定工作。并采用Simulink仿真對常規(guī)PID控制和Smith預