电液比例阀控缸位置控制系统的分析及优化

摘要

电液比例阀控液压缸位置控制系统因其经济、节能、维护方便、抗污染能力强、适应大功率控制及具有一定控制精度等特点在工程领域得到了广泛应用。因此，研究电液比例阀控液压缸位置控制系统，尤其是研究系统的动态特性，进而达到提高系统的稳定性、准确性、快速性的目的，对液压系统的设计、开发及应用具有很现实的实用价值。本文结合项目“电液比例综合实验台的研发”，基于电液比例综合实验台，以电液比例阀控液压缸位置控制系统为研究对象，并利用AMESim仿真软件对液压系统进行仿真及分析，结合遗传算法对液压控制系统进行优化。本文的研究工作主要有:
　　 (1)分析电液比例阀控液压缸位置控制系统各组成元件工作原理，建立系统各元件的数学模型，最后得出整个系统的传递函数。运用控制论的相关知识分析可能对系统动态特性有影响的参数，为下面使用软件建模提供理论依据，奠定理论基础。
　　 (2)研究基于AMESim的电液比例阀控液压缸位置控制系统的仿真技术，对系统的动态性能进行仿真及分析，并和物理实验结果进行对比，证明了计算机仿真技术对现实应用的系统预测的正确性，并对误差因素做了分析。
　　 (3)应用AMESim仿真软件，并结合遗传算法对控制系统PID参数进行优化，提高电液比例阀控液压缸位置控制系统的准确性、稳定性及快速性。
　　 在论文的研究过程中，利用计算机仿真技术，不但节省试验测试所花费的大量时间、财力，同时可通过虚拟仿真技术快速找到提高系统性能的途径及方向，提高系统设计的效率及质量。经实践验证，计算机仿真技术为液压系统的设计及研究提供可行的思路、方法。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 电液比例控制技术概述

1．1．1 电液比例控制系统的组成及基本原理

1．1．2 电液比例控制技术的发展与应用

1．2 电液比例位置控制系统概述

1．3 论文的研究目的和意义

1．4 论文的研究内容

第二章 电液比例阀控缸位置控制系统的建立

2．1 电液比例阀控缸位置控制系统的组成及原理

2．1．1 电液比例阀控缸位置控制系统的组成

2．1．2 电液比例阀控缸位置控制实验台的工作原理

2．2 电液比例系统的主要硬件构成及其原理

2．2．1 电液比例方向阀

2．2．2 比例放大器

2．2．3 数据采集卡

2．2．4 位移传感器

2．3 电液比例系统的控制软件系统

第三章 电液比例阀控缸位置控制系统数学建模及分析

3．1 电液比例阀控缸位置控制系统的各元件的数学建模

3．1．1 比例放大器的数学建模

3．1．2 比例方向阀数学建模

3．1．3 控对称液压缸数学建模分析

3．1．4 位移传感器建模

3．2 电液比例阀控缸位置控制系统的传递函数及其分析

3．2．1 电液比例阀控缸位置控制系统的传递函数

3．2．2 针对系统传递函数的分析

第四章 基于AMESim的电液比例阀控缸位置控制系统的建模及分析

4．1 AMESim软件的使用

4．1．1 AMESim的特点

4．1．2 AMESim在液压系统中的运用

4．2 基于AMESim的比例阀控缸位置控制系统的建模仿真与分析

4．2．1 比例阀控缸位置控制系统的建模

4．2．2 比例阀控缸位置控制系统的参数设置

4．2．3 比例阀控液压缸系统的仿真与分析

第五章 电液比例阀控缸位置控制系统的优化及分析

5．1 遗传算法的介绍

5．1．1 遗传算法的基本原理及特点

5．1．2 遗传算法的基本运算过程及参数设定

5．2 比例阀控液压缸系统的PID参数优化及分析

5．2．1 PID参数范围的确定

5．2．2 基于遗传算法的PID参数的优化

5．3 系统优化后的分析

第六章 工作总结与展望

6．1 工作总结

6．2 展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢