基于单片机控制的电液式振动台伺服控制器的研制

摘要

电液式振动台以其优良的性价比在实际的工业应用中获得了广泛的应用，一直是应用研究领域关注的一个重点，而伺服控制器作为其控制核心尤显重要。电液伺服系统是本质的非线性系统已经为人们所共识，在用传统的工作点线性化方法设计控制器时，控制效果依赖于线性化精度和所在的工作点。如果工作点发生变化，就必须重新设计控制器参数，甚至调整控制器结构。鉴于此，本文先建立了电液式振动台伺服控制器软硬件系统的开发平台，再从智能控制的角度出发进行了控制器的设计，这样可以使控制器的工作区域得到较大程度的扩展。 本文的主要工作包括：从电液伺服控制系统的数学模型入手，对电液伺服控制系统的动态特性进行了分析，得出了其非线性本质的特点；根据电液伺服控制系统的上述特点，结合具体的电液式振动台研究对象，提出了电液伺服控制系统的设计要点和振动台伺服控制器的设计指标；结合研究对象，具体研究了控制器的控制策略，设计了两类控制器，即基于Ziegler-Nichols参数整定经验公式的PID控制器和仿人智能控制器；开发了电液式振动台伺服控制器，建立了完整的硬件系统平台并完成了相应软件的编写，实现了主要的控制功能；对控制系统的稳定调节控制和伺服跟踪控制进行了MATLAB数字仿真，对PID控制器和仿人智能控制器的控制行为分别进行了仿真实验并做了比较。 文章根据电液式振动台中电液伺服控制的需要，围绕电液伺服系统的非线性控制问题，提出了一些解决的方法。但这些工作离建立一套完整的伺服控制器设计方法还相差甚远，大量的工作还有待于今后进一步的研究。

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1电液式振动台的应用发展与国内外研究现状

1.1.1电液式振动台的应用与发展

1.1.2电液式振动台的国内外研究现状

1.2电液伺服控制技术的发展与国内外研究现状

1.3电液振动台伺服控制器的国内外研究现状

1.4本文的研究背景、研究意义及主要内容

1.5本文的研究方法

2电液伺服控制系统的原理及设计分析

2.1电液式振动台的工作原理

2.2电液伺服控制系统的工作原理及组成

2.2.1电液伺服控制系统的工作原理

2.2.2电液伺服控制系统的组成

2.3电液伺服控制系统的动态特性分析

2.4电液伺服控制系统的设计分析

2.4.1伺服控制器的设计要求

2.4.2本课题对控制系统设计的技术指标要求

2.5本章小结

3伺服控制器控制算法的设计分析

3.1控制器的参数调整与校正

3.1.1振动台控制系统参数调整问题的提出

3.1.2控制器的参数校正

3.2 P I D控制器的设计

3.3仿人智能控制器的设计

3.3.1仿人智能控制理论的基本思想

3.3.2仿人智能控制器设计的基本方法

3.3.3 EHSIC的总体结构设计

3.4本章小结

4伺服控制器的软硬件系统设计

4.1引言

4.2伺服控制器的组成及其控制原理

4.3控制器硬件系统的设计

4.3.1单片机系统

4.3.2过程输入、输出通道

4.3.3通信接口电路

4.3.4电源模块

4.4控制器软件系统的设计

4.4.1主程序及中断服务程序模块

4.4.2波形信号发生模块

4.4.3 X25045控制软件模块

4.4.4通信模块

4.4.5监控显示模块

4.5小结

5控制系统的数字仿真研究

5.1仿真对象和模型

5.2仿真内容与分析

5.3仿真结论

6结论与展望

6.1主要工作及一般性结论

6.2后续研究工作与展望

致谢

参考文献