【正文】 認(rèn)識(shí)的不確定性；而隨機(jī)性是對(duì)事件或行為發(fā)生與否的不確定性，表達(dá)了客觀上的自然的不確定性 [32]。 “精確 ”和 “模糊 ”是一對(duì)相對(duì)的概念。由于電液比例減壓閥存在滯環(huán)、死區(qū)等非線性因素，且液壓系統(tǒng)受溫度、負(fù)載等參數(shù)變化的影響較大，控制策略選擇的好壞對(duì)系統(tǒng)性能的影響至關(guān)重要 [31]。在數(shù)學(xué)方程很難建立，其他經(jīng)典控制理論和現(xiàn)代控制理論不太奏效的場(chǎng)合中，模糊控制實(shí)現(xiàn)了比較理想的控制。隨著控制系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜，由于變量太多，往往很難描述出較精確的動(dòng)態(tài)模型，繼續(xù)使用傳統(tǒng) 的控制方法就很難達(dá)成理想的控制效果。它具有對(duì)非線性函數(shù)逼近、大規(guī)模并行處理、學(xué)習(xí)、尋優(yōu)和自適應(yīng)、自組織等能力 [21]。與經(jīng)典控制理論和現(xiàn)代控制理論相比，智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在高層控制上 [28]。從灰色預(yù)測(cè)控制實(shí)現(xiàn)的控制結(jié)構(gòu)上可大致分為兩類：一類是在傳統(tǒng)的 PID反饋控制中加入 灰色預(yù)測(cè)模塊 [23~25]；另一類是將灰色預(yù)測(cè)與模糊控制相結(jié)合形成灰色預(yù)測(cè)模糊控制 [26]。 灰色預(yù)測(cè)控制是將控制理論與灰色系統(tǒng)理論相結(jié)合的一種新型控制方 法。預(yù)測(cè)控制的主要特點(diǎn)如下： 1）預(yù)測(cè)模型的多樣性 從原理上講，只要是具有預(yù)測(cè)功能的受控對(duì)象模型，無(wú)論采用什么描述形式和建模方法，都可以作為預(yù)測(cè)模型。在液壓控制中， H∞控制理論已經(jīng)有了不少應(yīng) 用性的研究，但在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用卻還比較少，有待繼續(xù)努力。魯棒控制是研究當(dāng)系統(tǒng)有一定范圍的參數(shù)不確定性及一定限度的未建模誤差時(shí)的控制器設(shè)計(jì)問(wèn)題，使系統(tǒng)閉環(huán)仍能保持穩(wěn)定 并保證期望的動(dòng)態(tài)品質(zhì)。 (5) 魯棒控制（ Robust Control） 魯棒性是指控制系統(tǒng)在未建模動(dòng)態(tài)特性、過(guò)程噪聲、隨機(jī)擾動(dòng)的情況下，仍然能夠維持某些性能的特性。 “變結(jié)構(gòu) ”一詞意味著控制器的結(jié)構(gòu)可能會(huì)發(fā)生變化，其基本原理在于：當(dāng)系統(tǒng)狀態(tài)穿越狀態(tài)空間的滑動(dòng)超平面時(shí)，反饋控制的結(jié)構(gòu)就發(fā)生變化，從而使系統(tǒng)性能達(dá)到某個(gè)期望指標(biāo)（ 1977年由 ） [20]。 3).自適應(yīng)控制的魯棒性 魯棒性是指當(dāng)系統(tǒng)存在動(dòng)態(tài)特性、過(guò)程噪聲、隨機(jī)擾動(dòng)的情況下，系統(tǒng)仍能保持穩(wěn)定性和必要的動(dòng)態(tài)性能。 1974年吉爾巴特和溫斯頓（ Gilbart and Winston）在 24in的光學(xué)跟蹤望遠(yuǎn)鏡中利用模型參考自適應(yīng)控制把跟蹤精度提高了五倍以上； 1984年 察船舶通用的 PID調(diào)節(jié)器，實(shí)踐證明船舶在復(fù)雜變化的隨即環(huán)境下依舊能準(zhǔn)確、穩(wěn)定、可靠、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行 [19]。這類問(wèn)題的解是以狀態(tài)變量作為函數(shù)的控制量，特別是當(dāng)假設(shè)時(shí)間域?yàn)闊o(wú)限大的情況下，可以用 Riccati代數(shù)方程式來(lái)求得最優(yōu)解，最優(yōu)控制量則由時(shí)不變狀態(tài)反饋增益來(lái)實(shí)現(xiàn)。在 20世紀(jì) 50年代末，龐特里亞金和貝爾曼兩位科學(xué)家為最優(yōu)控制做出了奠基性的研究工作。隨著對(duì)系統(tǒng)性能要求的不斷提高，傳統(tǒng)的 PID控制往往不能滿足系統(tǒng)要求，在這種情況下，對(duì)傳統(tǒng)的 PID控制進(jìn)行改造，使其適應(yīng)新的系統(tǒng)要求成為了新的研究熱點(diǎn)?，F(xiàn)在，我國(guó)對(duì) PID第三章 灰色預(yù)測(cè)模糊控制算法 13 控制器的應(yīng)用也非常普遍。所以液壓同步閉環(huán)控制已經(jīng)越來(lái)越得到人們的重視， 特別是隨著現(xiàn)代控制理論及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，該種控制方式幾乎在所有需要高精度同步控制的液壓系統(tǒng)上都得到了較好的應(yīng)用。要使這些系統(tǒng) 都能擁有令人滿意的性能，就必須研究系統(tǒng)的性能補(bǔ)償問(wèn)題與近代的控制策略。 經(jīng)過(guò)我們查找資料、分析研究以及專家人員的指導(dǎo)，我們綜合了兩個(gè)方案的優(yōu)點(diǎn)，將上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)跟 PLC 控制柜安置在現(xiàn)場(chǎng)，二者之間通過(guò)以 RS422 標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的異步雙向通信，然后上位機(jī)通過(guò) Inter 網(wǎng)絡(luò)跟遠(yuǎn)程的計(jì)算機(jī)相連接，這樣就可以在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行操作控制，同時(shí)專家人員也可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)觀察整個(gè)施工過(guò)程，需要的話也可以及時(shí)地提供實(shí)時(shí)的指導(dǎo)。 第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 11 圖 22 液壓同步頂升控制系統(tǒng)主回路接線圖 2. 4 監(jiān)控模式的選擇 液壓同步頂升控制系統(tǒng)往往應(yīng)用在建筑物整 體移位、建筑模板自動(dòng)爬升、大型設(shè)備起重安裝等領(lǐng)域 ,操作對(duì)象往往是大型物體，因此施工過(guò)程中的安全是一個(gè)至關(guān)重要的問(wèn)題，這就對(duì)施工單位的安全施工提出了比較高的要求。其中 FU為保險(xiǎn)絲， QF 為空氣開(kāi)關(guān)， KM 為接觸器， FR 為熱繼電器。 2. 3 液壓同步頂升控制系統(tǒng)主要電氣原理圖 電氣控制線路是用導(dǎo)線將電動(dòng)機(jī)、電器，儀表等元器件按一定的要求連接起來(lái)，并實(shí)現(xiàn)某種特定控制要求的電路。 位移傳感器采集到的位移初步處理由可編程控制器 PLC 完成，比如進(jìn)行一些對(duì)數(shù)據(jù)的放大、縮小等操作來(lái)滿足上位機(jī)的要求。液壓泵和千斤頂之間由高壓輸油管道連接，液壓泵和千斤頂可以根據(jù)工程實(shí)際需要自由配置，進(jìn)行重構(gòu)使用。在滿足液壓泵負(fù)載要求的前提下，千斤頂可以通過(guò)分配器連接到同一個(gè)液壓泵上。由于裝車臺(tái)凈空高度不夠，影響裝車 ，要求整體升高 米，基于裝車臺(tái)整體升高改造工程的需求，本文在利用現(xiàn)代測(cè)量理論和技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合同步頂升理論和控制算法，研究了一套液壓同步頂升控制的設(shè)計(jì)方案，完成建筑物同步頂升工作中的承載 頂升 保持的過(guò)程。 (4)帶載下降 帶載下降是在頂升以及后續(xù)的施工全部完成后，將建筑物降回到原始的位置的過(guò)程，一般應(yīng)用于更換橋梁支座的工程。 (3)保持 當(dāng)頂升 工作完成 后，建筑物處于懸浮保持狀態(tài) ，為后續(xù)施工的需求，必須暫時(shí)保持頂升位置不變，而千斤頂通過(guò)高壓 油 管進(jìn)、回油，一旦 油 管受損爆裂，后果不堪設(shè)想。待所有頂升點(diǎn)都完成頂升工作后，液壓泵關(guān)閉， 接下來(lái) 就可以 進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄等一系列工作，并為下一步的頂升工作做準(zhǔn)備。 (2)頂升 在實(shí)際工程中 ，建筑物要求提升的高度往往大于千斤頂?shù)牧砍?，鑒于這種情況，通常系統(tǒng)會(huì)采用分步頂升法，即將整個(gè)頂升過(guò)程分成了很多小步，每次頂升一小步。為了避免計(jì)算誤差以及確保工程安全，初始頂升力應(yīng)略小于計(jì) 算的近似載荷值。本章詳細(xì)介紹了液壓同步頂升系統(tǒng)，從液壓部分和電氣部分介紹了系統(tǒng)硬件方面的設(shè)計(jì)，并簡(jiǎn)述了位移傳感器誤差標(biāo)定的方法及算法；第一章 緒論 5 軟件方面主要對(duì)用 網(wǎng)際組態(tài)軟件制作的監(jiān)控界面進(jìn)行了設(shè)計(jì)，最后進(jìn)行了上 下位機(jī)通信的設(shè)計(jì)。針對(duì)控制要求選用了一種灰色預(yù)測(cè)模糊控制算法作為系統(tǒng)的控制算法，然后對(duì)該控制理論進(jìn)行了分析，并且進(jìn)行了控制器的設(shè)計(jì)。 第二章：系統(tǒng)總體方案的設(shè)計(jì)。 通過(guò)分析已有系統(tǒng)的利弊，結(jié)合電子技術(shù)、 PLC 控制技術(shù)，本文研制開(kāi)發(fā)了一套以電液比例減壓閥 +可編程邏輯控制器 +組態(tài)軟件為核心設(shè)計(jì)的液壓同步頂 升控制系統(tǒng)。利用此方案施工比拆橋重建省一半時(shí)間，不需要占用周圍的道路，并且將投資節(jié)省了 35%。但是這樣做的話不僅要封閉交通，而且經(jīng)濟(jì)損失也很大。音樂(lè)廳結(jié)構(gòu)空曠，空間剛度較差，且結(jié)構(gòu)強(qiáng)度很低，將如此風(fēng)格和結(jié)構(gòu)類型的優(yōu)秀保護(hù)建筑整體移位，在國(guó)內(nèi)尚屬首例 ，在施工難度上堪稱國(guó)內(nèi)之最，頂升高度在世界上也屬罕見(jiàn)。 在公路建設(shè)方面，頂升技術(shù)最初僅僅被用于單片預(yù)制梁的架設(shè)和移位。橋梁下面不是一馬平川的大地，而是一條深深的山谷，在如此高的位置上進(jìn)行如此大規(guī)模的施工建設(shè)對(duì)人類自身而言就是一個(gè)極大的挑戰(zhàn) [7]。為了保證大橋能夠承受住潛在的地震威脅，在 2020 年， Balfour Betty 建筑公司和 ENERPAC公司利用液壓控制同步頂升系統(tǒng)在不中斷交通的情況下對(duì)金門大橋進(jìn)行了抗震改造。 世界上最早 的建筑物整體移位技術(shù)出現(xiàn)在新西蘭，工程技術(shù)人員采用蒸汽機(jī)車作為牽引裝置，將新普利茅斯市的一座一層民宅移到新址 [3]。主要包括建筑物水平方向的平移、旋轉(zhuǎn)、糾偏等；同時(shí)還包括建筑物垂直方向的頂升，如橋梁的加高或支座的更換、房屋糾傾以及頂升調(diào)坡等。有時(shí)為了減少損失，不得不修改原來(lái)的規(guī)劃，這樣就可能給城市建設(shè)造成了永久的缺憾，甚至?xí)a(chǎn)生新的問(wèn)題 [2]。 Matlab。 PLC control software uses the special programming software GXDEVELOPER of Mitsubishi pile the ladder diagram control program。然后對(duì)各種控制算法進(jìn)行了介紹，針對(duì)控制要求選用了一種灰色預(yù)測(cè)模糊控制算法作為系統(tǒng)的控制 策略 ，并且結(jié)合電氣和機(jī)械部分的數(shù)學(xué)模型， 在 Matlab中通過(guò) Simulink 工具 搭建了控制系統(tǒng)的模型進(jìn)行仿真，從理論上驗(yàn)證了控制策略的可行性，并通過(guò)與傳統(tǒng) PID、普通模糊控制算法的仿真比較，突出了該控制策略的先進(jìn)性。 碩 士 學(xué) 位 論 文 液壓同步頂升控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究 分類號(hào)（中圖法） TP273 UDC (DDC)： 620 密級(jí) 公 開(kāi) 論文作者姓名 *** 學(xué)號(hào) 0930604020 單位 河 海 大 學(xué) 論文中文題名 液壓同步頂升控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究 論文中文副題名 無(wú) 論文英文題名 Design and Research of Hydraulic Synchronous Lift Control System 論文英文副題名 None 論文語(yǔ)種 漢 論文摘要語(yǔ)種 漢、英 論文頁(yè)數(shù) 91 論文字?jǐn)?shù) （萬(wàn)） 論文主題詞 液壓同步頂升控制、 電液比例減壓閥 、灰色預(yù)測(cè)模糊控制、Matlab、 WebAccess 申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別 碩 士 專 業(yè) 名 稱 控制理論與控制工程 研究方向 計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng) 指導(dǎo)教師姓名 *** 導(dǎo)師單位 河海大學(xué) 能源與電氣學(xué)院 論文答辯日期 2020 年 月 日 Design and Research of Hydraulic Synchronous Lift Control System Dissertation Submitted to Hohai University In Fulfillment of the Requirement For the Degree of Master of Engineering by Zhonghao Li (Institute of Energy and Electrical) Dissertation Supervisor: Associate Professor Guofang Lv March, 2020 Nanjing, 學(xué)位論文獨(dú) 創(chuàng)性聲明： I 摘 要 大型 建筑物頂升平移技術(shù)作為一種新型的建筑物改造技術(shù)，以其施工快捷、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、效果良好等優(yōu)點(diǎn)，已在國(guó)內(nèi)外 大型 建筑物改造工程中得到了廣泛的應(yīng)用，是一項(xiàng)具有廣泛應(yīng)用前景的新型技術(shù)。 在本文中，首先就建筑物頂升平移技術(shù)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展水平進(jìn)行了分析、研究，而后針對(duì)實(shí)際的工程項(xiàng)目提出了一種利用電液比例減壓閥 +可編程邏輯控制器 +組態(tài)軟件設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)。 關(guān)鍵詞：液壓同步頂 升控制 電液比例減壓閥 灰色預(yù)測(cè)模糊控制 Matlab WebAccess II Abstract The technology of lifting and translation of Large buildings is a new type of building reconstruction technique,with its fast construction, affordable,good effect and other advantages,it has set up a wide range of applications in the large building renovation engineering at home and abroad,and it is a new technology which has a wide application , ordinary lifting technique is often not only ensure lifting accuracy and stability,but also has a big workload, is easy to delay the project time, influences the working efficiency, and is prone to safe hidden trouble. In view of this situation, after the analysis of the advantages and disadvantages of the existing system， based on the oil 1 loading stage whole lifting reconstruction project of CNOOC, this ar