基于LabVIEW的电液力控制系统研究

摘要

在当代工业领域中,液压系统高刚度、高响应速度和高功率质量比的特性使其无法被其他常用的技术所代替,而成为一种非常重要的执行机构。液压力控制系统作为液压系统中的一个重要分支,在某些特定的领域内,有着广泛的应用范围。
　　许多学者的研究结果和工程事实表明电液力控制系统从其本身特性上来说就有着一定的局限性。同时,随着工业的发展,电液力控制系统所需完成的任务多样化,所处的工作环境也更加多变。因此,高级控制器对系统的重要性不言而喻,电液力控制系统控制策略的研究是无论从理论研究来说还是对实际应用而言都是一项非常令人有兴趣的课题。
　　本文以电液力控制系统为工程背景,将单神经元自适应PID控制理论和模糊自整定PID控制理论分别应用于系统的控制中。首先为电液力控制系统建立非线性模型,接着在LabVIEW环境下仿真分析系统负载变化对控制系统性能的影响,然后为控制系统设计单神经元自适应PID和模糊自整定PID两种控制器,并分别在仿真程序中分析其在系统参数和负载变化下的控制效果。
　　经过分析对比可知两种控制器都能在一定程度上提高控制系统的快速性,降低系统的稳态误差。但是,单神经元PID控制在系统稳定性的提升上效果并不理想,无法有效抑制和消弱系统的振荡和不稳定现象。而模糊自整定PID控制则能在提高系统快速性的同时,有效地抑制系统振荡,保证了系统的稳定,减小了参数变化对控制系统性能的影响。
　　最后,在NI的软硬件环境中编写电液力控制系统测控程序,以模糊自整定PID作为控制器进行实验。通过实验台惯性负载质量的改变,验证了仿真结果的正确性,亦说明模糊自整定PID控制能够有效抑制参数变化对系统的影响,提高了系统的性能。

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绪论

1.1 课题背景及研究意义

1.2 液压力控制系统的研究和应用的现状和分析

1.3 虚拟仪器技术与LabVIEW图形化编程语言

1.4 本文研究内容

第2章 电液力控制系统的建模与分析

2.1 引言

2.2 电液力控制系统的结构及工作原理

2.3 电液力控制系统非线性建模

2.4 控制系统参数的确定

2.5 电液力控制系统的仿真

2.6 本章小结

第3章 控制策略的研究

3.1 前言

3.2 单神经元PID控制器

3.3 模糊自整定PID

3.4 本章小结

第4章 电液力控制系统仿真

4.1 前言

4.2 PID控制的仿真

4.3 单神经元自适应PID控制的仿真

4.4 模糊自整定PID控制器的仿真

4.5 单神经元PID与模糊自整定PID仿真对比分析

4.6 本章小结

第5章 力控制系统的实验分析

5.1 前言

5.2 机械部分的设计

5.3 控制系统测控系统的设计

5.4 实验结果及分析

5.5 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学位论文

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