阀控马达速度伺服系统的数字控制研究

摘要

随着控制理论和计算机技术的发展,集液压技术、计算机技术、控制理论于一体的电液伺服系统已在自控化领域中占有重要位置.该文对电液伺服阀控马达的转速伺服系统进行了研究.该文在系统建模、频域分析的基础上,分别设计了数字PI控制器和自适应控制器进行系统闭环校正,使校正后系统的频域指标达到稳定闭环系统的要求,并将两种控制结果分别在时域进行仿真.通过综合比较,选用了PI控制器进行试验研究.试验中,根据传感器信号的频谱分析设计数字低通滤波器,消除传感器输出信号中的噪声干扰.试验结果表明,PI校正后的闭环系统能够很好的达到对输入信号的稳定跟踪,只是跟踪相位滞后比较严重.为了补偿系统相位误差,进行了系统优化研究.根据系统辨识理论,通过试验数据对闭环系统进行参数辨识,并由得到的系统模型设计零相位跟踪控制器.通过对不同频率输入信号的仿真研究表明,零相位跟踪控制确实能够全频域消除系统跟踪相位误差,同时还有补偿跟踪幅值误差的作用,在系统跟踪性能方面有明显的优越性.

目录

文摘

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第一章绪论

1.1课题研究的背景及意义

1.2阀控马达研究应用现状

1.3电液伺服控制理论的发展与应用

1.4电液伺服控制技术的发展趋势

1.5课题的内容

第二章阀控马达速度伺服系统建模及分析

2.1阀控马达速度伺服系统建模

2.1.1阀控马达动力机构传递函数

2.1.2电液伺服阀传递函数

2.1.3伺服放大器及转速传感器传递函数

2.1.4系统传递函数计算

2.2系统分析

2.3小结

第三章阀控马达速度伺服系统控制策略的研究

3.1系统的数字PI控制策略

3.1.1 PID控制的提出

3.1.2采样周期的确定

3.1.3数字PI控制器参数的整定

3.1.4系统数字PI控制仿真

3.2系统的自适应控制策略

3.2.1自适应控制的提出

3.2.2最小方差自校正控制器的设计

3.2.3最小方差自校正控制仿真

3.3小结

第四章阀控马达速度伺服系统的试验研究

4.1阀控马达速度伺服系统试验台的组成

4.2控制系统硬件设计

4.3数字滤波器设计

4.3.1传感器信号分析

4.3.2数字低通滤波器的设计

4.4控制系统软件设计

4.5试验结果及其分析

4.5.1阶跃及阶梯响应试验

4.5.2正弦响应试验

4.6小结

第五章阀控马达速度伺服系统的优化研究

5.1阀控马达速度伺服系统的参数辨识

5.1.1线性系统参数辨识的最小二乘法

5.1.2系统参数辨识

5.2零相位跟踪控制器的设计

5.2.1零相位跟踪控制的基本原理

5.2.2系统的零相位跟踪控制仿真

5.3小结

结论

致谢

参考文献