二通插装式比例节流阀自抗扰控制方法研究

《二通插装式比例节流阀自抗扰控制方法研究》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、中图分类号：137学校代码：10216UDC：621密级：公开工学硕士学位论文二通插装式比例节流阀自抗扰控制方法研究硕士研究生：秦春艳导师：孔祥东教授姚静副教授申请学位：工学硕士学科专业：机械电子工程所在单位：机械工程学院答辩日期：2015年5月22日授予学位单位：燕山大学ADissertationinMechanicalandElectronicEngineeringSTUDYONTHEMETHODOFACTIVEDISTURBANCEREJECTIONCONTROLOFTWO-WAYCARTRIDGEPROPORTIONALTHROTTLEVALVESuper

2、visor:ProfessorKongXiangdongViceSupervisor:AssociateProfessorYaoJingYanshanUniversityMay,2015燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《二通插装式比例节流阀自抗扰控制方法研究》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签字：日期：年月日燕山大学硕士学位

3、论文使用授权书《二通插装式比例节流阀自抗扰控制方法研究》系本人在燕山大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归燕山大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解燕山大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权燕山大学，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日-I-摘要随着我国在航空航天、机

4、床、冶金、能源、石化、船舶等工业领域的不断发展和进步，对重型机械设备的需求和现代化水平的要求越来越高。插装式比例节流阀作为大中型液压系统的关键控制元件之一，其性能直接决定了液压系统的动态品质和稳态特性。深入研究高性能的插装式比例节流阀的位置控制特性及控制策略，对提高整阀性能具有重要意义。插装式比例节流阀的控制精度受放大器和比例电磁铁的非线性、阀芯制造误差以及摩擦力、液动力等因素的影响，动态品质有待提升。在高压大流量工况下，当插装式比例节流阀在负载压力突变时，应具备阀芯位置超调量小，流量受负载压力影响小，抗干扰能力强等性能。为保证上述性能，如何提高阀的响应速度，克服

5、液动力对主阀芯的影响，保持主阀芯位置的重复性和控制的稳定性是需要解决的问题。针对上述问题，本文主要展开以下研究工作：(1)插装式比例节流阀电液位置伺服控制系统建模及特性分析。采用机理建模的方法对插装式比例节流阀进行建模，得到其刚度模型，通过对刚度模型的分析得出插装式比例节流阀的刚度特性与系统的控制精度、抗干扰性之间的关系。液动力作为插装阀主要的干扰来源，本文借助CFD仿真软件得到液动力的变化趋势，对液动力做出有效的评估，为后续控制策略的选择奠定基础。(2)针对插装式比例节流阀响应速度慢、液动力干扰和流量调节刚性差的问题，提出自抗扰的控制策略。在充分了解自抗扰控制理

6、论的基础上，为改善系统性能并设计准确的控制器，采用系统辨识的方法得到插装式比例节流阀准确的数学模型。借助MATLAB/Simulink软件搭建插装式比例节流阀自抗扰控制仿真模型，进行仿真分析。针对随机干扰下系统响应曲线存在高频振荡的现象，对自抗扰控制器进行了改进。从系统参数变化、抗干扰能力等方面，对改进的自抗扰控制器与PID控制器的控制性能进行了分析比较。(3)对插装式比例节流阀的控制特性进行实验研究。介绍插装式比例节流阀的实验系统、数据采集系统和控制系统。借助dSPACE控制器完成数据的采集工作。实验系统主要对主阀的自抗扰控制和PID控制进行比较分析，通过实验验

7、证控制算法的理论正确性，为自抗扰控制方法在插装式比例节流阀的位置闭环控制系统中的应用提供指导。关键词：插装式比例节流阀；MATLAB/Simulink软件；自抗扰控制；PID控制；-II-鲁棒性；dSPACE控制器-III-AbstractWiththedevelopmentandprogressofourcountryinthefieldofaerospace,machinetools,metallurgy,energy,petrochemicalandvessel,thedemandforheavyequipmentandtherequirementofthe

8、moder