六轴作动器协调加载系统研究与设计

摘要

随着科学研究的发展以及社会的不断进步，市场对于基于多轴协调加载系统的试验平台的需求不断增加。而我国在多轴协调加载控制系统方面起步晚，和国外相比存在较大差距，相关国产设备的市占率也非常低。　　为了满足教学科研的实际需要，在学院实验室现有的一套无法正常工作的非协调加载系统的基础上，本文对六轴作动器协调加载系统进行了研究与设计。多轴协调加载系统的设计综合机械设计、电气控制、液压传动、计算机等多学科知识。本文首先对六轴作动器协调加载系统进行了总体研究，针对系统总体的各个功能组成部分，分析明确了其对应的性能和技术指标要求，然后介绍了六轴协调加载系统各组成部分在系统中的作用，阐述了系统的工作原理和工作流程。　　本文的工作主要分成三个部分。如下：　　第一部分是液压加载系统的设计。在介绍了液压系统的一般元件组成后，针对本文中具体的液压回路特点进行分析。在此基础上，通过详细的设计计算，确定液压系统回路中各组成元件选型的参数依据。　　第二部分是液压系统控制策略的设计。在设计完成模糊自适应PID控制器后，利用MATLAB对其进行建模仿真。通过与增量式PID控制器的仿真对比，验证了本文采用的控制器能有效改善六轴加载系统的控制效果。　　第三部分是测控系统的界面设计。在明确控制器架构后，对测控系统软件进行了功能分析，并对其工作流程进行分析设计。最后，采用LabVIEW完成了测控系统的界面设计工作。

目录

1 绪 论

1.1 课题研究背景

1.1.1 多轴协调加载系统的发展历程

1.1.2 国内外发展现状

1.2研究的目的及意义

1.3本文的主要工作

2 六轴协调加载系统总体研究

2.1 系统总体设计需求

2.1.1 试验台强度与刚度要求

2.1.2 液压系统性能和指标要求

2.1.3 控制系统要求

2.1.4 其余技术指标

2.2 系统工作原理

2.3 本章小结

3 六轴液压加载系统设计

3.1 液压系统组成

3.2 液压回路设计主要特点

3.2.1 三个相对独立的液压系统

3.2.2 液压驱动系统流量调节方法的选取

3.2.3 基于闭环控制的液压回路工作原理

3.3 液压系统详细设计

3.3.1 液压缸选型

3.3.2 液压站

3.3.3 关键控制阀

3.3.4 其它液压系统硬件

3.4 本章小结

4 液压回路控制策略研究

4.1 经典PID和数字PID

4.1.1 经典PID

4.1.2 数字PID

4.2 模糊自适应PID

4.2.1 模糊控制

4.2.2 模糊自适应PID控制器的工作原理

4.2.3 模糊自适应PID控制器的设计

4.3 Simulink仿真

4.3.1 控制系统数学模型的建立

4.3.2 系统建模仿真分析

4.4 本章小结

5 协调加载测控软件界面设计

5.1 控制系统选型及架构设计

5.2 测控系统软件功能分析

5.3 测控软件工作流程设计分析

5.4 测控软件系统界面设计

5.5 本章小结

6 总结与展望

6.1 本文总结

6.2 展望

参考文献

附录

A 学位论文数据集

致谢

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