【正文】 網(wǎng)絡輸出層的輸。 隱含層的激活函數(shù)為正切 sigmoid 函數(shù)。 圖 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡結構 網(wǎng)絡輸入層的輸入為 ： ? ? ? ? ? ? ? ?? ?kxkxkxhx n, 21 ?? （ 2） 網(wǎng)絡隱含層的輸入、輸出參數(shù)為 ： 全套設計（圖紙）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ?? ?phkhifkhophbkxwkhihhhni iihh,2,1,2,11??????? ?? （ 3） 式 (2)中的 n 為輸入層所含神經(jīng)元的個數(shù) ,取為 3。輸出則對應三個可調(diào)參數(shù) ： Kp、 Ki、 Kd。 圖 基于 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡的 PID 控制器 整個控制系統(tǒng)采用 353 結構的神經(jīng)網(wǎng)絡進行控制 ,其結構如圖 5 所示?？刂葡到y(tǒng)由兩部分組成 ,傳統(tǒng)的 PID 控制器和 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡學習算法。可以取得更好的控制效果。六自由 度運動平臺的控制具有高度非線性 ,而且在載荷的作用下 ,對運動產(chǎn)生很強的外干擾。并且具有一定的容錯能力 ,即輸入樣本中有個別錯誤時 ,對網(wǎng)絡的輸入輸出規(guī)律影響很小。雖然可以采用一些近似的工程整定方法來選擇 PID 參數(shù) ,但是仍需反復調(diào)試與實驗 ,一般很難做到最優(yōu)。最后根據(jù)臨界增益和臨界周期調(diào)整法則 ,對 Ki 和 Kd 的值進行選取。 在本文中針對控制閉環(huán)回路在 Matlab 中繪制對應的根軌跡圖 ,確定傳遞函數(shù) PID 控制中比例環(huán)節(jié)的臨界值。比例控制簡單易行 ,積分的加入能消除靜差 ,微分項則能提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性 ,改善系統(tǒng)的動態(tài)性能。 根據(jù)系統(tǒng)的特征參數(shù)，取 Kv=， ω h=320Hz， δ h=， β e=7*108Pa， vt=*104m3，F(xiàn)t=1000N， KCE=*1012m5/(S N)， A1=*104m2，傳遞函數(shù)簡化為： ? ? ? ?? ? 6102400128 23 ??? ???? sss ssU sYSG 系統(tǒng)的控制及仿真 基于常規(guī) PID 的控制系統(tǒng)仿真研究 常規(guī)的 PID 控制器因具有結構簡單、參數(shù)物理意義明確、被控對象適應性強、動態(tài)和靜態(tài)特性優(yōu)良等顯著特點 ,在各種控制理論不斷出現(xiàn)的今天 ,在工業(yè)控制領域仍然占有很大的比重。其結構如圖 所示。力矩馬達的輸出力矩很小 ,無法直接驅(qū)動功率級閥的運動 ,此時需要增加液壓前置級 ,將力矩馬達的輸出進行放大處理 ,進一步控制功率閥 ,這就構成了多級電液伺服閥。電液伺服閥通常由力矩馬達、液壓放大器、反饋機構三部分組 成。主要用于控制進入作動器的液流的方向和速率 ,在電液伺服控制系統(tǒng)中 ,伺服閥的功能是將電氣信號 (電壓、電流 )變成液壓信號 (壓力、流量 )。 數(shù)學模型的建立 對運動平臺控制系統(tǒng)的研究主要是對電液伺服閥閉環(huán)回路進行研究。來自主控計算機的平臺運動指令通過 HSSL 和集成板卡上的 MIO DSP(modular input/output),與來自作動器上的位置和壓力傳感器信號作偏差 ,通 過控制算法將結果轉(zhuǎn)化為電信號 ,控制伺服驅(qū)動放大器 ,最后將結果輸出到伺服閥 ,通過控制伺服閥的接通和斷開 ,調(diào)節(jié)六個作動器的伸縮運動。 圖 平臺控制示意圖 主控 計算機 (Host industrialPC)通過 HSSL(HighSpeed SerialLink)與控制板卡實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)傳輸、讀取 ,同時通過 FIP(Factory Instrumentation Protocol)與液壓泵站和集成板卡進行聯(lián)動控制。 圖 活塞延時回到初始位置 PLC 指令圖 全套設計（圖紙）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 5 液壓伺服系統(tǒng)的建模與仿真 六自由度運動平臺系統(tǒng)的總體設計 本文研究的模擬機六自由度運動平臺由液壓驅(qū)動。 圖 急停 PLC 指令圖 ⑦行程始端末端自動停止 全套設計（圖紙）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 圖 行程始端末端自動停止 PLC 指令圖 ⑧、自動回程 如果開始選擇了自動回程（事實上在油缸運作中也可以對此項進行設置），活塞完全伸出后，等待時間為 1m，之后自動返回初始位置。 地址分配表格如下： 表 41 地址分配表 序號 地址 符號 備注 1 SB1 活塞正向運行 全套設計（圖紙）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 2 SB2 活塞負向運行 3 SB3 活塞急停 4 SQ1 行程末端開關觸發(fā) 5 SQ2 行程始端開關觸發(fā) 6 SS1 泵供油開通 7 SS2 泵供油關閉 8 SF 全部復位 9 SG1 選擇 3m/s行進速度 10 SG2 選擇 6m/s行進速度 11 SZ1 活塞自動回程開啟 12 SZ2 活塞伸出到位停止 13 YA1 電磁換向閥正向位 14 YA2 電磁換向閥負向位 15 YA3 電磁換向閥中間位 16 YB1 溢流閥值 4MP 17 YB2 溢流閥值 0MP 18 鎖時（程序內(nèi)部使用） 19 YC1 調(diào)速閥 3m/s位 20 YC2 調(diào)速閥 6m/s位 21 自動回程（內(nèi)部使用） 芯片接線圖 接線圖 1： 全套設計（圖紙）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 圖 接線圖 1 注釋： SQ SQ2 是行程開關的動合觸點，活塞到達行程的始端和末端會壓合觸點，執(zhí)行相應的程序控制液壓缸的動作。 ㈤、油缸行程的始端和末端有行程開關，控制活塞停止和運動。（這一項通過 PLC控制） ㈢、“調(diào)速閥（ YC YC2）”對輸入油缸正向的油壓大小進行控制，可以調(diào)節(jié)到需要的尺度。 全套設計（圖紙）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 4 液壓油路設計 液壓設備外接線路 設計原理如下圖： 圖 液壓缸設計原理圖 原理說明： ㈠、利用液壓油泵供油，出油泵以后首先接入“電磁溢流閥（ YB YB2）”，由“電磁溢流閥”決定下一步的油壓。 差動快進時，壓力油經(jīng)三位四通閥，二位二通閥 1 和二位二通閥 2 進入液壓缸大腔，大腔壓力 MPaPP j ?? ,由已知條件知 , MPaP ??? 于是泵的出口壓力為 . MPaPp ? 總效率 ?? 。 液壓泵的選擇 差動進給： MP aAA PAFP J . 621 2 ????????? M P aPPP jb ?????? ? ? smmAAq 3321 i ?????? ? KWqpP j 0 0 1 6 ?????? 工進 1： 全套設計（圖紙）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 PaA APFP bj 561 2 ???????? ab MPPP ?? smmAq 33111 0000 i ????? ? KWWqPP j 5 ??????? 工進 2： smLmAq 33212 i i ?????? ? KWqPP j 5 ?????? 快退： abj MPA APFP 521 ??????? MPaPb 5? smmAq 332 i ????? ? KWqPP j 0 0 1 1 .2 6 ?????? 液壓泵的參數(shù)計算： 取進油路總壓力損失為 aMPP ??? ap PMPPPP 551 102 . ?????????? 因此泵的額定壓力可取 ar PP 55 1016102 . ????? 快進時泵的流量為： m Lqkq vp ????? 工進 1 時泵的流量為： m i Lqkq vp ????? 工進 2 時泵的流量為： m i Lqkq vp ????? 根據(jù)上面計算的壓力和流量，查產(chǎn)品樣本，選用 MAYBN ?? 型的限壓式變量葉片泵，排量為 rmL15 ，該泵的壓力調(diào)節(jié)范圍為 ? ?~ ，額定轉(zhuǎn)速 min1500r 。為了減少液壓缸在行程終端由于大的動量造成的液壓沖擊和噪音，必須采用緩沖裝置。外側裝有防塵圈，防止活塞桿內(nèi)縮時把雜質(zhì)、灰塵和水分帶進密封裝置區(qū)，損傷密封裝置。活塞桿與活塞之間還需安裝密封，采用緩沖套的螺紋連接。 （ 2）活塞桿的內(nèi)端結構 活塞桿的內(nèi)端與活塞連接。 活塞 活塞的結構形式應根據(jù)密封裝置的形式來選擇，密封形式根據(jù)工件條件而 定。缸蓋的材料為 HT200，液壓缸內(nèi)圓柱表面粗糙度為 。由于缸筒要與法蘭焊接在一起，故選用45 號鋼 的無縫鋼管。 防塵圈的作用：以防止活塞桿內(nèi)縮時把雜質(zhì)、灰塵及水分帶到密封裝置區(qū)，損傷密封裝置。 防塵圈 的選擇原則： 1）不給伺服液壓缸增加摩擦； 2）不產(chǎn)生爬行； 3）不粘著滯澀； 4）不磨損活塞桿。 導向環(huán)的作用：導向環(huán)安裝在活塞外圈的溝槽內(nèi)或活塞桿導向套內(nèi)圓的溝槽內(nèi) ,以保證活塞與缸筒或活塞桿與其導向套的同軸度 ,并用以承受活塞或活塞桿的側向力 ,用來對活塞桿導向 。 支承導向的設計 全套設計（圖紙）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 伺服液壓缸的支承導向裝置就是為了防止活塞與缸筒、活塞活塞桿與端蓋之間的直接接觸 ,相互摩擦 ,產(chǎn)生磨損 ,從而達到降低摩擦 ,減少磨損 ,延長壽命 ,起到導向和支承側向力的作用。 活塞與缸筒之間用 O 型密封圈。 根據(jù)標準查通用 O 形密封圈系列（代號 G） 的內(nèi)徑、截面及公差。 （ 1）靜密封的設計 靜密封的設計要確保固定密封處在正常工作壓力的 倍工作壓力下均無外泄露。 7）工作介質(zhì)為磷酸酯或抗燃油的，不能用礦物油的密封風材料，要考慮他們的相容性。 5）對于高速輸出的伺服液壓缸，要確保局部過熱不會引起密封失效，密封件要耐高溫，要有良好的耐磨性。 3）工作在食品加工、制藥及易燃環(huán)境的伺服液壓缸，對密封要求尤為突出，不得有任何的外滲漏，否則會直接威脅人體健康和安全。 2）工作在高頻振動的場合的，密封摩擦力應該很小且為恒值。 液壓缸的密封設計 液壓缸要求低摩擦，無外漏，無爬行，無滯澀，高響應，長壽命，要滿 足伺服系統(tǒng)靜態(tài)精度，動態(tài)品質(zhì)的要求，所以它的密封與支承導向的設計極為重要，不能簡單的延用普通液壓缸的密封和支承導向。 進出油口的尺寸為 。 即：缸體內(nèi)部長度 250+55=305mm 缸體長度≤（ 2030） D=（ 12601890） mm 即取缸體長度為 460mm 全套設計（圖紙）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 （ 11）、液壓缸進、出油口尺寸的確定 液壓缸的進、出油口可布置在端蓋或缸筒上，進、出油口處的流速不大于 5m/s，油口的連接形式為螺紋連接或法蘭連接。 對一般的液壓缸，最小導向長度 H 應滿足： mmmmDLH 4426320250220 ????? 式中： L— 液壓缸的最大行程 (mm) D— 液壓缸內(nèi)徑 (mm) 取 H=65mm （ 9）、活塞寬度 B 的確定 活塞的寬度 B 一般取 B=（ ） D 即 B=（ ） 63=（ ） mm 取 B=60mm （ 10）、缸體長度的確定 液壓缸缸體內(nèi)部的長度應等于活塞的行程與活塞寬度的和。 （ 7）、缸蓋厚度的確定 一般液壓缸多為平底缸蓋，其有效厚度 按強度要求可用下式進行近似計算： mmPDt ~][ 100 ~ ????? ? ? 式中： D— 缸蓋止口內(nèi)徑 (mm) T— 缸蓋有效厚度 (mm) T≥ （ 8）、最小導向長度的確定 當活塞桿全部外伸時，從活塞支承面中點到缸蓋滑動支承面中點距離為 H，稱為最小導向長度。所以用經(jīng)驗法選取壁厚：δ =8mm （ 5）、缸體外徑尺寸的計算 缸體外徑 mmDD ?????? 0 .6 326321 ? 全套設計（圖紙）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 查機械手冊表：外徑 1D 取 76mm （ 6）、液壓缸工作行程的確定 由于在液壓缸工作時要完成如下動作 快 進 150 ┏━━━━→┓工 進 50 ┃ ┗┓工 進 50 ┃快 退 ┗━━━━→┓ ┗━━━━━━━←━━━━━━━━━━┛ 即可根據(jù)執(zhí)行機構實際工作的最大 長度確定。一般計算時可分為薄壁圓筒和厚壁圓筒。液壓缸的壁厚一般指缸筒結構中最薄處的厚度。 查表知， 45 鋼的屈服強度 MPas 355?? 按強度條件校核： ? ? ? ? 3331 1031023 5 51 2 0 04104 ??? ???????? ??? Fd mm 所以符合要求。 Vmin — 液壓缸的最小速度，由設計要求給出。根據(jù)負載 F=5KN,查附表可知液壓缸的工作壓力為~2Mpa,由附表確定液壓缸的工作壓力 P=。主要用于工 程機械、