硕士论文-基于单片机的液压伺服控制系统研究

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1、广东工业大学硕士学位论文基于单片机的液压伺服控制系统研究姓名：费重程申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：王钦若20090531摘要随着现代汽车工业、电子技术、以及国防工业的发展，国内市场对板材加工设备尤其是高速冲压设备的需求越来越大。然而目前国内高速冲压设备所用的液压伺服控制系统几乎全部采用进口，因此其成本高，不适应我国国情，开发适合我国现状的液压伺服控制系统成为目前研究的一个重要课题。本研究课题是“基于单片机的液压伺服控制系统研究”，是依托东华机械有限公司的LX328转塔式数控冲床，对其液压伺服控制系统进行研究，以期研制出一套可靠性高、成本低、体积小的控制器，用于

2、控制转塔数控冲床冲头的位置，使其快速、准确地对板材进行加工，可以完成冲压、成型、打标、软切削等工序。本文首先根据液压伺服控制系统的分类提出了机液伺服控制系统、气液伺服控制系统和电液伺服控制系统三种控制方案，通过对三种方案的比较和分析，结合数控转塔冲床对液压伺服控制系统的性能要求，确定以电液伺服控制系统作为本课题的方案，然后对该方案中的主要元件进行选型。然后，对系统进行了建模分析，建立了电液伺服阀控非对称缸的数学模型，在文中，对于电液伺服阀的模型，本文直接采用了相关文档给定的传递函数，而对于阀控缸的建模，本文对其进行了详细的推导，并且充分考虑了不同压差对液压系统参数的影响，从而确定了

3、不同工况下系统的传递函数。此后，为系统设计了模糊PID控制器，详细介绍了模糊PID控制器的设计，分别包括PID参数的整定方法和优化方法，以及采用matlab中的fuzzy编辑器进行模糊控制器的设计。并运用matlab的simulink工具，对系统进行仿真，将模糊PID控制与常规PID的控制仿真进行了比较，通过比较分析可以得出模糊PID控制方法取得良好的控制效果。最后，对基于单片机控制器的硬件电路做了详细介绍，并阐述了系统的可靠性和稳定性设计的一些方法。本文的研究，为液压伺服控制系统的设计提供了理论依据，控制器硬件电路的设计，为后续的研发工作奠定了基础，具有一定参考价值。广东_[业大

4、学硕：仁学位论文关键词：液压伺服控制系统：建模；模糊PID控制；单片机：PROFIBUS总线；ⅡAbstractABSTRACTWiththedevelopmentofmodernautomobileindustry,electronicstechnology，andthedefenseindustry,therequirementtheequipmentofplateprocessingespeciallythehigh—speedstampingequipmentisgrowinginourcountrymarket．Atpresent，thehydraulicsystemin

5、high—speedstampingequipmentalmostimport，itscostsarecostliness，SOitisnotsuitedtoChina’Snationalconditions，ThestatusofdevelopmentsuitedtoChina’Shigh—speedpunchingmachinehydraulicsystemhasbecomeanimportanttopic．Thispaperis”Hydraulicservocontrolsystemresearchbasedonmicrocomputer”，itreliesontheLX32

6、8DonghuaMachineryLtd．CNCturretpunchpresshydrauliccontrolsystem，designingasetofreliabilityandlow—cost，smallsizeofthecontroller，Usetocontrolthelocationofhydraulicpunchsystemletthepunchsystemfastandaccurateprocessingtheplate，Tocompletestamping，molding，marking，softcuttingprocesses．Thispaperfirstin

7、troducethethreetypesoftheHydraulicservocontrolsystem：servocontrolsystemofmachine—liquid、servocontrolsystemofgas—liquidandservocontrolsystemofelectro—hydraulic．Compareandanalysisthethreetypes，Accordancetherequirementsofhydraulicservocont