开题报告-电液比例同步系统特性仿真与算法研究

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1、研究生学位论文开题报告电液比例同步系统特性仿真与算法研究学位级别硕士学科专业机械制造及其自动化姓名高施琛指导教师邢科礼入学年月2012.9填表日期2014年1月8日目录题目：电液比例同步系统特性仿真与算法研究11.课题背景及研究目的11.1课题来源11.2课题背景12.国内外研究现状22.1国内外研究现状23.主要研究内容、研究方法33.1研究内容33.2研究方法54.预计困难和决策64.1预计困难和决策65.预期结果及创新点65.1预期结果65.2创新点76.论文工作计划77.主要参考文献78题目：电液比例同步系统特性仿真与算

2、法研究1.课题背景及研究目的1.1课题来源自选。1.2课题背景在液压传动与控制中，能够接受模拟式或数字式信号，使输出的流量或压力连续成比例地受到控制，都可以称为电液比例控制系统。随着现代机械加工业和航天航空技术的发展，越来越多的各类金属加工设备、冶金机械、工程机械及航天与航空驱动装置等高精度的同步驱动技术的需求也愈加迫切。与其他驱动方式相比，液压同步驱动方式具有结构简单、组成方便、易于控制和适宜大功率场合等的特点。随着现代工业的飞速发展，电液比例技术已广泛应用于精度要求较高的机械加工、冶金和装备制造等行业。在这些行业中，许多液压

3、设备都需要实现精确的同步控制，以获得精密的工件和完成精细的工作，而采用电液比例阀组成的闭环控制系统就能很好的实现精确的同步控制。综上所述，对电液比例同步系统的研究有着很重要的现实意义和时代背景。1.3研究目的目前，液压同步驱动在航天航空和机械加工等装置中应用越来越广泛。然后由于液压同步系统中元件加工精度、性能及装配精度以及液压同步系统的非线性和时变性等因素影响，保证高精度的同步具有一定难度。故同步控制系统的关键是价格、高同步精度问题。因此，如何开发、研制出高精度、价格合理的同步控制系统就成为工程技术人员普遍关心和研究的热点问题之

4、一。由于电液伺服器件的价格过于昂贵，对油质要求十分严格，控制损失（阀压降）较大。使伺服技术难以更广泛的工业应用所接受。在很多工业场合，要求有一般的高质量的控制手段，却并不要求太高的控制精度或响应性。现代工业的迅猛发展，要求开发一种廉价、节能、维护方便、控制精度和响应特性均能满足工业控制系统实际需要的电液控制技术。课题搭建电液比例同步系统模型，利用Matlab/Simulink进行仿真，分析其静态与动态特性，利用Matlab编写控制算法，分析运用不同算法的条件下其响应特性。课题的研究，将有助于对电液比例同步系统的模型分析、算法优化

5、，从而对开发一种满足现代工业控制系统实际需要的电液比例同步系统有着积极的作用。82.国内外研究现状2.1国内外研究现状液压同步控制策略分为刚性连接控制法和柔性控制法，是整个同步系统必不可少的部分。刚性控制技术误差较大，国内外已经较少采用，主要介绍一下柔性连接控制法，主要包括开环同步控制和闭环同步控制。开环同步控制技术包括以下几种类型：（1）通过刚性联接的同步回路。这种同步回路是用刚性梁、齿轮及齿条等机械零件，使两个油缸的活塞杆之间刚性的运动联系来实现位移的同步。同步精度取决于机构的刚性。但只适于同步距离近、负载差别小的场合，否则

6、可能会发生卡死现象。（2）采用多头泵的同步回路。选用多头泵来实现多缸同步控制，优点是结构简单，精度较高，控制精度可在1%左右，缺点是液压管路布置复杂。（3）采用调速阀的同步控制回路。选用节流阀来保证多缸的同步控制。这样做的优点是结构简单，可以单个缸进行手动控制和调节。缺点是操作复杂。（4）使用分流集流阀的同步回路。使用分流集流阀的同步回路，使两油缸在承受同一负载时仍能获得相等的流量而实现运动速度的同步，其液压系统简单经济，采用国产的阀该方案的同步控制精度在5%左右，国外的阀在3%左右，另外这种方案同时只能控制两个缸同步。小结：以

7、上方案的特点是：结构简单、造价低廉，动态特性差，一旦出现不同步，不能进行调整，不能消除或抑制对高精度同步的不利因素的影响。闭环同步控制技术包括以下几种类型：（1）应用电液比例阀的同步回路。电液比例阀造价较低、抗污能力强、性能良好，所以被广泛应用于系统频率响应适中且需要较高同步精度的场合。其控制精度取决于位移传感器的检测精度及比例阀的响应特性，理论上没有累计误差。（2）应用电液伺服阀的同步回路。电液伺服系统是一种以液压动力元件作为执行机构，根据负反馈原理，使系统的输出跟踪给定信号的控制系统。它不仅能自动、准确、快速地复现输入信号的

8、变化规律，而且可对输入量进行变换与放大。伺服阀的精度高、响应快，由它组成的液压同步闭环控制系统不仅具有较高的响应速度，而且同步控制精度高。小结：闭环液压同步控制技术则与开环同步相比优越很多，结构复杂，成本较高。由于电液比例位置控制系统是一种典型的非线性、时变性系