液压机械手双马达同步驱动系统研制

摘要

本文针对液压机械手回转平台驱动过程中存在机构耦合因素及液压系统本身的非线性不易被及时检测和补偿的问题,设计液压机械手双马达电液伺服同步驱动系统,并在分析系统行星轮系耦合运动的基础上建立了系统的非线性模型;根据系统跟踪性能和同步性能指标,引入定量反馈控制方法(QFT),提出了QFT伺服同步控制策略。液压机械手实际操作结果显示,该策略比PID同步控制策略具有更好的驱动性能和跟踪性能,可以解决液压机械手双马达回转平台的同步驱动控制问题。
　　本文绪论部分介绍了同步驱动技术的应用的背景和研究的意义,并分类介绍国内外相关电液伺服同步驱动技术研究的发展现状。最后提出了本文研究的电液伺服QFT同步控制策略,并说明了研究内容。
　　系统总体设计部分介绍了液压机械手双马达同步驱动系统的系统组成和工作原理;机械设计部分说明了系统机构的组成和装配形式;液压设计部分解释了系统的液压原理,并进行了元器件的计算与选型;电气部分解释了电气系统原理、扩展的位置模块和编码器相关信息。
　　系统数学模型部分分析了液压马达单通道电液伺服建模过程,建立非对称阀阀芯位移—马达负载流量的数学模型、非对称阀控液压马达的数学模型。最后考虑双马达的相互耦合,建立双马达同步驱动系统数学模型。
　　控制策略部分介绍了定量反馈控制理论基本原理,及单通道、多通道电液伺服控制系统的应用,并提出了应用于实际机械手双马达驱动系统的同步控制策略,并进行了计算机仿真研究。
　　实验研究部分考虑实际工厂的生产环境,搭建了液压机械手系统平台,编写PLC控制流程,使用上位机监控程序对液压机械手双马达电液伺服同步驱动系统进行了实验研究,并且通过结果分析说明本文同步控制策略的有效性。
　　结论与展望部分对文章的设计内容进行了分析归纳,并展望了液压机械手双马达同步驱动电液伺服系统的研究方向。

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第1章 绪论

1.1 课题的研究背景与意义

1.2 电液伺服同步驱动控制技术国内外研究现状

1.3 本文研究的主要内容

第2章 液压机械手双马达同步驱动系统总体设计

2.1 系统工作原理和性能指标

2.2 机械系统设计

2.3 液压系统设计

2.3 电气系统设计

2.4 同步驱动系统软件设计

第3章 液压机械手双马达同步驱动系统数学模型

3.1单通道电液伺服系统建模

3.2 双马达同步驱动系统模型

第4章 双马达驱动电液伺服系统QFT控制策略研究

4.1 控制策略分析

4.2 双马达系统QFT控制策略研究

第5章 液压机械手双马达电液伺服同步驱动系统实验研究

第6章 总结和展望

6.1 工作总结

6.2 展望

参考文献

致谢

附录