開題報告-電液比例同步系統(tǒng)特性仿真與算法研究(編輯修改稿)
2025-02-14 22:19 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 如下：1. 液壓同步策略的選擇。(1) 基于電液比例的位置控制分析。電液比例位置控制是指利用速度控制系統(tǒng)，通過位置——電氣轉(zhuǎn)換裝置，把與位置有關(guān)的電信號反饋到比例電控器的輸入端，使控制對象能在給定位置上定位的控制方式?？梢圆捎帽壤?jié)流閥或比例方向閥，其控制的工作原理基本相同。如下圖所示： （2）液壓同步控制策略。 對于液壓同步閉環(huán)控制有以下幾種策略：① 主從方式：指多個需同步控制的執(zhí)行元件，以其中一個的輸出為理想輸出，而其余的執(zhí)行元件跟蹤這一理想輸出并達(dá)到同步驅(qū)動。這種控制方式的同步誤差取決于其余回路的跟蹤誤差。其控制原理如下圖所示：② 等同方式：指多個需同步控制的執(zhí)行元件跟蹤設(shè)定的理想輸出，每個執(zhí)行元件均各自受控，從而達(dá)到同步驅(qū)動。同步誤差取決于同步系統(tǒng)的跟蹤誤差的差值。由于是對同一信號的跟蹤，當(dāng)各控制回路的跟蹤性能比較接近時，這類系統(tǒng)同步跟蹤精度可以比“主從方式”更好。其控制示意圖如下圖所示：為獲得高精度的同步輸出，如果按“等同方式”工作，需建立嚴(yán)格的體系模型，對系統(tǒng)中執(zhí)行、反饋、檢測以及控制元件的參數(shù)和性能的匹配要求高，這顯然給工業(yè)實(shí)現(xiàn)增加了難度，甚至是不可行的。因而，在實(shí)際工業(yè)控制中，“主從方式”被廣泛應(yīng)用。③ 交叉耦合方式：交叉耦合控制旨在解決多軸運(yùn)動系統(tǒng)中由于外界干擾因素導(dǎo)致各軸動態(tài)特性不匹配問題而提出的一種同步反饋控制。其核心思想是通過耦合作用和控制相對運(yùn)動參數(shù)實(shí)現(xiàn)同步控制的目的。這種同步控制方案可以有效改善被控子系統(tǒng)間的相互運(yùn)動同步，極大提高了跟蹤精度，后來成為了多軸系統(tǒng)同步運(yùn)動控制的標(biāo)準(zhǔn)模式。2. 構(gòu)建電液比例同步系統(tǒng)模型。構(gòu)建電液比例同步系統(tǒng)模型包括以下環(huán)節(jié)：（1）主控制器環(huán)節(jié)；（2）比例閥放大器環(huán)節(jié)；（3）先導(dǎo)型電液比例閥環(huán)節(jié)；（4）電磁換向閥—液壓缸—負(fù)載環(huán)節(jié)；（5）位移反饋環(huán)節(jié)。對以上的環(huán)節(jié)分別構(gòu)建數(shù)學(xué)模型或者求出其傳遞函數(shù)，再構(gòu)建整個系統(tǒng)模型或者系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)。為系統(tǒng)仿真準(zhǔn)備好模型或者傳遞函數(shù)。3. 利用Matlab/Simulink對電液比例同步系統(tǒng)進(jìn)行仿真，分析其靜態(tài)、動態(tài)特性。Simulink是Matlab最重要的組件之一，它提供了一個動態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和綜合分析的集成環(huán)境，被廣泛應(yīng)用于線性系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)、數(shù)字控制及數(shù)字信號處理的建模和仿真中。Simulink具有適用面廣、結(jié)構(gòu)和流程清晰及仿真精細(xì)、貼近實(shí)際、效率高、靈活等優(yōu)點(diǎn)，并基于以上優(yōu)點(diǎn)Simulink已被廣泛應(yīng)用控制理論和數(shù)字信號處理的復(fù)雜仿真和設(shè)計。 對已經(jīng)構(gòu)建的電液比例同步系統(tǒng)模型，利用Simulink進(jìn)行仿真，得出系統(tǒng)的靜態(tài)特性和動態(tài)特性。4. 基于Matlab編寫控制算法、仿真。MATLAB是美國MathWorks公司出品的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件，用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計算的高級技術(shù)計算語言和交互式環(huán)境，主要包括MATLAB和Simulink兩大部分。 利用MATLAB分別編寫常規(guī)PID、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PID算法、基于遺傳算法的PID算法，并分別進(jìn)行仿真、比較、綜合分析，以便得出適應(yīng)于實(shí)際工業(yè)應(yīng)用的控制算法和參數(shù)。5. 試驗(yàn)驗(yàn)證。搭建一個液壓同步系統(tǒng)試驗(yàn)平臺，對新開發(fā)的算法進(jìn)行驗(yàn)證，得出結(jié)論。 研究方法本課題研究方法有MATLAB、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、數(shù)值分析法等。MATLAB包括MATLAB和Simulink兩大部分，MATLAB在進(jìn)行算法編寫、研究方面很有優(yōu)勢，Simulink可以根據(jù)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)或者數(shù)學(xué)模型進(jìn)行仿真。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于控制系統(tǒng)設(shè)計主要是針對系統(tǒng)的非線性、不確定性和復(fù)雜性進(jìn)行的。由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的適應(yīng)能力、并行處理能力和它的魯棒性，使采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制系統(tǒng)具有更強(qiáng)的適應(yīng)性和魯棒性。因而，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在控制系統(tǒng)中一般起到以下作用：1，充當(dāng)系統(tǒng)的模型
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