精校机电液位置伺服系统的研究

摘要

精密校直液压机(精校机)液压伺服系统是精校机的执行环节,是保证工件加工精度的关键.该文对液压伺服系统的基本理论作了进一步的探讨,并将现代控制理论、自适应控制理论与电液伺服控制理论相结合,对精校机电液位置伺服系统进行了全面系统的研究.主要研究内容如下:1.根据液压伺服系统的基本理论,对四通阀控单出杆液压缸的数学模型进行了深入研究,推导了四通阀控单出杆液压缸的传递函数,并对其动态特性进行了分析.2.运用传递函数法,对不同负载时精校机电液位置伺服系统进行了研究.在建立精校机电液位置伺服系统数学模型的基础上,当负载为外负载力时,研究了系统参数对系统性能的影响,提出一些改善系统性能的方法.当负载为弹性负载时,研究负载刚度的变化对系统性能的影响和负载刚度与放大器增益的关系,提出了一种动态调节放大器增益以改善系统性能的方法.对计算机控制的精校机电液位置伺服系统,建立相应的离散数学模型,并对系统参数的选取和系统性能进行了研究.3.研制了精校机电液位置伺服系统的实验系统,并在不同负载情况下对精校机电液位置伺服系统进行了实验研究.4.将现代控制理论应用于电液位置伺服系统,建立精校机电液位置伺服系统的状态空间模型,提出了基于状态空间的最优二次型控制和渐近跟踪控制.5.将自适应控制理论应用于电液位置伺服系统,提出了基于增益和阻尼比调节的自适应控制、基于参数辨识的渐近跟踪自适应控制、极点配置的自校正控制和广义预测的自适应控制.该文的研究内容为成功开发国产自动精密校直液压机提供了理论支持.

目录

文摘

英文文摘

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致谢

第一章概论

1.1液压伺服系统

1.2精校机及液压伺服系统研究现状

1.2.1精校机的研究现状

1.2.2液压系统的研究现状

1.2.3液压伺服系统控制策略的研究现状

1.2.4近代液压伺服控制的特点及要求

1.3论文主要研究内容及意义

第二章电液位置伺服系统的理论基础

2.1电液伺服阀

2.2液压动力元件

2.2.1四通阀控单出杆液压缸的传递函数

2.2.2动态特性分析

2.3电液位置伺服系统

2.3.1电液位置伺服系统数学模型

2.3.2动态特性及稳态精度分析

2.3.3系统的校正

2.4小结

第三章基于传递函数的精校机电液位置伺服系统的研究

3.1精校机电液位置伺服系统

3.2负载为外负载力时精校机电液位置伺服系统的研究

3.3具有变刚度弹性负载的电液位置伺服系统的研究

3.3.1具有弹性负载的电液位置伺服系统

3.3.2精校机电液位置伺服系统的数学模型

3.3.3具有变刚度弹性负载的精校机电液位置伺服系统特性的改善

3.4采样离散电液位置伺服系统的研究

3.4.1负载为外负载力时计算机控制精校机电液位置伺服系统的研究

3.4.2具有弹性负载的计算机控制精校机电液位置伺服系统的研究

3.5小结

第四章精校机电液位置伺服系统的实验研究

4.1实验目的、方法及实验系统

4.1.1实验目的和方法

4.1.2实验系统介绍

4.1.3放大器增益Ka的调节方法

4.2实验步骤及实验结果分析

4.3小结

第五章 基于状态空间的精校机电液位置伺服系统的最优控制

5.1最优控制基础

5.2基于状态空间的精校机电液位置伺服系统的数学模型

5.3精校机电液位置伺服系统的二次型最优控制

5.3.1最优二次型的基本理论

5.3.2最优二次型在精校机电液位置伺服系统中的应用

5.4精校机电液位置伺服系统的渐近跟踪最优控制

5.4.1渐近跟踪控制理论基础

5.4.2渐近跟踪在精校机电液位置伺服系统中的应用

5.5小结

第六章 精校机电液位置伺服系统的自适应控制

6.1问题的提出

6.2增益和阻尼比调节的精校机电液位置伺服系统的自适应控制

6.3精校机电液位置伺服系统的渐近跟踪自适应控制

6.4精校机电液位置伺服系统的极点配置自校正控制

6.4.1极点配置自校正控制理论基础

6.4.2精校机电液位置伺服系统的极点配置自校正控制

6.5精校机电液位置伺服系统的广义预测控制

6.5.1广义预测控制理论基础

6.5.2精校机电液位置伺服系统的广义预测控制

6.6小结

第七章全文总结与展望

7.1全文总结

7.2论文主要创新点

7.3今后工作展望

参考文献

攻读博士学位期间参加的科研项目

攻读博士学位期间发表的学术论文