摆动式双电液伺服马达位置同步控制研究

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1、分类号UDC密级编号硕士学位论文摆动式双电液伺服马达位置同步控制研究Researchofpositionsynchronizationcontrolfordualswingelectro-hydraulicservomotor学位申请人：彭彬彬指导教师：郭冰菁副教授一级学科：机械工程二级学科：机械电子工程学位类别：工学硕士2015年04月独创性声明本人声明，所呈交的论文是我个人在导师指导下完成的研究工作及取得的研究成果。据我所知，文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人已经发表或撰写过的研

2、究成果，也不包含为获得河南科技大学或其它教育机构的其他学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：日期：摘要摘要现代液压技术飞速发展，越来越多的工程中需要运用大型液压伺服装置来驱动回转机构，采用双液压马达同步的驱动能有效减轻机构的总质量，缩小机构的结构尺寸，使其便于工程布置，对于系统结构设计的紧凑性有积极的影响。同时，双马达同步系统的设计使得系统负载和结构对称，能有效改善系统的动态性能和受力情况。对于高负载、高频响、参数时变

3、、由于摩擦力、泄漏等影响导致控制对象模态变化等因素影响，如何控制双马达同步是该驱动方案的关键所在。本文在查阅国内外文献基础上首先论述了液压同步技术的发展状况及其关键技术、国内外多种控制理论及其在液压位置同步伺服系统中的应用与研究进展。由于双摆动马达位置同步控制系统实际是由两个典型单通道位置伺服系统构成，同步性能与每组阀控马达动力机构的性能密切相关，因此本文建立了单侧阀控马达动力机构模型，并分析该阀控马达系统的稳定性、频率特性和精度等问题。在此基础上考虑刚性连接，建立双电液伺服马达位置同步系统的线性

4、模型，并将双马达模型的耦合作用合理简化，以便于对系统进行分析。为了更加符合工况，加入摩擦非线性因数，建立基于Lugre摩擦模型的双电液伺服马达位置同步系统的非线性模型。提出了基于Mamdani模糊推理模型的模糊复合交叉耦合式同步方案。该控制方案除了每个子通道的PID控制器之外，同步子通道之间还有一个模糊控制器用于补偿同步误差。在子通道控制器设计过程中，基于现代控制理论设计了一种单通道状态同步跟踪器。通过仿真比较各种方案下的同步效果，结果证明本文所设计的模糊复合交叉耦合控制器具有较高的鲁棒性和同步精

5、度。在刚性连接的实验条件下，分别进行了等同式同步方式和复合交叉耦合同步方式的实验研究。实验结果表明：本文所采取的模糊复合交叉耦合控制策略及控制结构有效。本课题为重载液压伺服驱动系统的研究提供了技术支持，具有一定的理论参考价值和实际应用价值。关键词：液压同步；双摆动马达位置同步控制；摩擦非线性；模糊复合交叉耦合论文类型：应用基础研究选题来源：国家自然科学基金项目IABSTRACTABSTRACTWithrapiddevelopmentofmodernhydraulictechnology,large

6、-scalehydraulicservounitisrequiredinmoreandmoreprojectstodrivetheswingmechanism,andthecompactnessandqualityofservounitshaveanimportantinfluenceontheoverallperformanceofthemechanism.Thisschemecaneffectivelyreducetotalmassofthemechanismandshrinkstructur

7、esizeofthemechanism,soastomakeitconvenientforengineeringlayout.Thusithaspositiveeffectoncompactnessofthesystemstructuredesign.Meanwhile,duetothedesignofbi-motorsynchronizationsystem,symmetrybetweensystemloadandstructureisrealized,whichcaneffectivelyim

8、provethedynamicperformanceandload-carryingsituationofthesystem.Asfortheinfluenceoffactorsincludinghighload,highfrequencyresponse,time-varyingcharacteristicofparameter,andcontrolobjectmodechangecausedbyfrictionandleakage,thekeypointofthisdrivin