智能阀门电液伺服阀控系统的设计与仿真

摘要

伴随着科技的进步，智能阀门行业发展迅速。在阀门工况复杂化、控制的精度要求越来越高以及体积小推力大的要求下，对其系统与相关控制技术的要求也越来越高。电液系统控制阀门相比较单独的电动、气动和液动阀门来说适应范围更广，开闭精度更高。但是因为电液伺服系统是受外界干扰较为严重的系统，同时其参数会随着工况不断变化的，所以其数学模型不太容易建立。传统的PID控制因为其抗扰动性不太好而且调整能力不足，所以设计精确模型时能力稍显不足。
　　本文以电液执行系统为研究对象，根据给定参数，结合阀门实际工作要求，设计了阀门的电液伺服系统，选定了系统各元件的型号。搭建了系统的数学模型，通过实际参数确定了其传递函数，运用频率稳定性判据判定系统为稳定系统。阐述了模糊PID理论，与一般的PID控制器进行了理论上的比较。设计出了系统的模糊PID控制器，分别在AMEsim和Simulink中搭建了系统的模型和控制模型，利用Matlab/Simulink联合仿真，研究系统的工作特性。通过调整物理模型的参数和PID参数的整定解决了液压缸入口流量波动较大的问题，以及得到了比较良好的控制效果，得出较优的系统参数。仿真结果可以得出模糊PID控制系统比一般的PID控制系统响应速度提升了约18％，因此，模糊PID控制器控制效果满足系统需要。研究结果为智能阀门发展和实际应用提供了理论基础。

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第一章 绪论

1.1 论文研究的背景和意义

1.2 国内外智能阀门的研究现状

1.3 电液伺服系统智能控制介绍

1.4 论文主要内容

第二章 伺服阀控液压阀门电液系统的设计及建模分析

2.1 伺服阀控液压阀门电液系统的建立

2.2 参数计算与元件选型

2.3 系统数学模型的建立

2.4 控制系统稳定性分析

2.5 本章小结

第三章 基于模糊PID理论的智能阀门电液伺服系统的位置控制

3.1 PID控制算法及智能控制算法的介绍

3.2 智能阀门系统模糊PID控制器

3.3 本章小结

第四章 基于AMESim/Simulink联合仿真平台的系统的仿真

4.1 联合仿真平台概述

4.2 联合仿真模型的建立

4.3 仿真及实验结果分析

4.4 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 工作总结

5.2 工作展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢