电液变增益闭环同步控制算法研究与分析

摘要

电液位置闭环同步广泛应用于各个领域，其性能的好坏对产品质量以及设备安全有至关重要的影响，所以对电液位置闭环同步控制算法进行研究意义重大。
　　本文以两个伺服比例阀控对称缸组成的液压同步控制系统为研究对象，对两轴位置闭环同步控制算法进行了研究，分析和总结了常用闭环同步控制策略的特点，提出了变增益同步控制算法，并设计出PI变增益同步控制算法和PIDNN变增益同步控制算法。
　　为验证算法的可行性，基于LabVIEW设计了变增益电液位置闭环同步仿真程序，并对PI变增益同步算法、PIDNN变增益同步算法以及PIDNN变增益无学习同步算法，分别在不同类型指令位移、不同类型负载力、不同同步原则、不同负载特性下进行同步仿真。为验证同步控制算法的优越性，将常规串行同步和并行同步也纳入同步仿真中进行对比分析。仿真表明，变增益同步控制算法不适于每个同步系统有较大偏载的工况。
　　为弥补算法的不足，提出了变增益-并行复合同步控制策略，该控制策略综合了变增益同步和并行同步的优点，仿真表明，复合同步策略的同步精度高、同步误差调节时间短、偏载时的同步性能好。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究意义

1．2 国内外关于同步策略研究现状

1．2．1 国内研究现状

1．2．2 国外研究现状

1．3 本文研究的技术路线

第2章 变增益位置同步控制算法

2．1 单轴位置控制系统数学模型

2．1．1 单轴系统组成

2．1．2 对称缸传递函数

2．1．3 伺服比例阀传递函数

2．1．4 伺服比例阀放大器传递函数

2．1．5 位移传感器传递函数

2．1．6 PID算法

2．1．7 单轴位置控制系统框图

2．2 同步控制策略概述

2．2．1 串行同步

2．2．2 并行同步

2．3 PI变增益同步

2．3．1 PI变增益主从同步

2．3．2 PI变增益均值同步

2．4 PIDNN变增益同步

2．4．1 PIDNN概述

2．4．2 PIDNN结构形式

2．4．3 PIDNN前向算法

2．4．4 PIDNN反传算法

2．4．5 PIDNN连接权值初值的选取

2．4．6 PIDNN变增益主从同步

2．4．7 PIDNN变增益均值同步

第3章 基于LabVIEW同步仿真程序设计

3．1 LabVIEW软件仿真模块介绍

3．2 位置同步仿真界面和程序

3．3 仿真子程序

3．3．1 位移电压子程序

3．3．2 PI／PIDNN子程序

3．3．3 单轴模型子程序

3．3．4 PIDNN算法子程序

3．3．5 曲线显示子程序

第4章 位置同步仿真分析

4．1 仿真参数确定及仿真程序参数设置

4．1．1 仿真参数确定

4．1．2 仿真程序参数设置

4．1．3 最大负载力计算

4．2 空载和均载仿真分析

4．2．1 阶跃指令同步仿真

4．2．2 正弦指令同步仿真

4．3 不均衡负载同步仿真

4．3．1 变增益-并行复合同步算法

4．3．2 复合同步算法阶跃指令阶跃力同步仿真

4．3．3 复合同步算法正弦指令阶跃力同步仿真

4．3．4 复合同步算法阶跃指令正弦力同步仿真

4．3．5 复合同步算法正弦指令正弦力同步仿真

第5章 总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文