电液比例加载系统参数模型辨识与最优二次型控制策略研究

《电液比例加载系统参数模型辨识与最优二次型控制策略研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：TH13710710-2012125036硕士学位论文电液比例加载系统参数模型辨识与最优二次型控制策略研究董自安导师姓名职称张奕教授申请学位级别工学硕士学科专业名称机械电子工程论文提交日期2015年6月1日论文答辩日期2015年6月10日学位授予单位长安大学ResearchonSystemIdentificationandQuadraticOptimalControlStrategyofElectro-hydraulicProportionalLoadingSystemADissertationSubmittedf

2、ortheDegreeofMasterCandidate:DongZi’anSupervisor:Prof.ZhangYiChang’anUniversity,Xi’an,China摘要本文为工程机械液压系统中常用的泵控马达和阀控马达系统搭建了一种动态载荷模拟加载系统，按照加载控制元件的类别可以分成比例溢流阀加载系统和比例节流阀加载系统。在分析两种比例阀工作原理的基础上，阐述了两种比例加载系统的组成与工作原理，计算得出两种比例加载系统激励信号的限定值。分别建立了两种比例加载系统的理论数学模型，完成了系统辨识方案的设计与实验

3、研究，在此基础上对系统施加线性二次型最优控制策略并进行了仿真分析。电液比例加载系统通过输入控制电信号对输出扭矩进行控制，研究的关键和重点是系统输出扭矩与输入控制电信号之间的关系。首先，对电液比例加载系统进行理论建模研究，分别得出两种电液比例加载系统的数学模型，然后进行系统辨识方案的设计与研究，主要包括输入信号（也称激励信号）的选择、数据采集节点的选择、原始数据的预处理以及辨识模型的选择，搭建了系统辨识试验的硬件系统并设计了软件流程图，重点对信号发生器的控制程序进行编制。针对系统辨识试验搭建的软硬件系统，进行系统辨识实验的设

4、计，主要包含实验方案的设计、采样时间和数据长度的选择以及主要的实验步骤，对电液比例加载系统进行动态测试，采集系统的输入和输出数据，从而获取系统辨识所需的原始实验数据。运用系统辨识工具箱对数据进行分析处理，以理论建模得出的数学模型为先验知识，采取常用的ARMAX模型和传递函数模型对系统分别进行辨识研究，并对残差相关性进行了分析，综合考虑匹配度与辨识模型的动态响应，选择系统相对准确的数学模型。对辨识得出的系统数学模型进行性能分析，发现两种电液比例加载系统的上升时间较长、超调量过大、振荡过于剧烈，整体性能指标满足不了系统的功能需

5、求。首先，阐述了线性二次型最优控制理论的基本内容，然后，将线性二次型最优控制器应用于两种电液比例加载系统，校正之后，系统的整体性能得到了显著改善。关键词：电液比例加载系统，理论建模，系统辨识，最优二次型控制器IAbstractAdynamicloadingsystemforpumpcontrolledmotorandvalvecontrolledmotorwhicharecommonlyusedinhydraulicsystemofconstructionmachineryisbuiltinthispaper.Thedyn

6、amicloadingsystemisclassifiedaselectro-hydraulicproportionalreliefvalveloadingsystemandelectro-hydraulicproportionalthrottlevalveloadingsystemaccordingtothedifferentloadingcontrolelements.Thecompositionandworkingprincipleofproportionalloadingsystemaredescribedonth

7、ebasisoftheworkingprincipleofelectro-hydraulicproportionalvalve.Then,thelimitofexcitationsignaloftheelectro-hydraulicproportionalloadingsystemiscalculated.Themathematicalmodeloftheproportionalloadingsystemisestablished.Thedesignandexperimentalresearchofsystemident

8、ificationarecompleted.Thelinearquadraticoptimalcontrolstrategyisappliedtothesystemandthesimulationanalysisisconducted.Theoutputtorqueofelectro-hydraulic