风洞伺服油缸高精度控制方法研究

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1、风洞伺服油缸高精度控制方法研究重庆大学硕士学位论文（学术学位）学生姓名：郑晓旭指导教师：毛永芳讲师柴毅教授专业：控制科学与工程学科门类：工学重庆大学自动化学院二O一四年四月TheResearchofHighlyPreciseintegratedControlMethodappliedtotheWindtunnelHydraulicServoCylindersAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’sDegreeofEngineeringByZhengXiaoxuS

2、upervisedbylecturerMaoYongfangProf.ChaiYiSpecialty:ControlScienceandEngineeringCollegeofAutomationofChongqingUniversity,Chongqing,China.April,2014重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要本文主要研究控制风洞试验模型支撑机构的液压伺服系统，实现模型姿态精确定位，将现有系统由传统的模型姿态角阶梯定点吹风试验数据采集方式逐步向连续变姿态角连续采集数据方向发展，提高采集数据效率，丰富获得的吹风试验数据和信息。对风洞的概念以及风洞的主要组成部分、风洞实验中的尾腹撑机构

3、装置的组成以及相关工作原理、风洞试验中电液伺服控制技术、电液伺服阀的工作原理以及分类、阀控液压油缸的工作原理、液压系统仿真软件技术等进行学习和研究，对在摩擦动力的情况下液压伺服油缸动力学模型的建立和液压伺服油缸的控制技术进行了深入的介绍，并分析了当前国内外针对伺服油缸速度非线性位置高精度控制的研究现状。提出了单液压油缸控制算法，并详细阐明了其计算模型与实现方法，以杆支撑机构电液伺服系统为例开展的仿真研究与试验研究结果表明速度前馈和位置反馈复合控制策略是有效实现油缸位置和非线性速度的精确控制的有力手段，即在位置反馈的基础上，增加速度前馈控制，将期望速度对应的控制信号叠加在伺服阀控制信号上。该方法

4、的基本思想如下：在动态运行过程中，速度前馈起主要作用，控制油缸运行速度，使其跟随期望速度曲线；在期望位置附近，位置闭环起主要作用，保证位置控制精度，且抑制外部扰动。实现了单自由度液压伺服系统在变载荷条件下非线性速度曲线高精度动态控制，速度控制精度优于0.5%。建了双液压油缸联动控制实验平台，并在单液压伺服油缸非线性速度和高精度位置控制的基础上对双液压油缸高精度联动控制技术和两级伺服油缸的联动控制技术进行深入研究，仿真和实验结果证明了速度位置复合控制策略和虚拟主轴控制方法在液压轴非线性高精度联动控制方面的有效性，证明了两级伺服油缸的一级和二级可以跟随“虚拟主轴”实现高精度联动控制。实现了串联液压

5、伺服油缸非线性速度高精度合成和定位方法控制研究，速度控制精度优于0.5%，定位精度优于0.05mm。关键词：风洞，液压伺服油缸，非线性，电液伺服控制I重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTInthispaper,westudytheHydraulicServosystemthatcontrolsthesupportingmechanismintheWindTunneltestmodel.Wefocusonaccuratelypositioningthemodelattitude,andcollectingdatafromcontinuousvariableattitudeangleins

6、teadoftraditionalmodelattitudeladderanglewithfixedair,whichimprovestheefficiencyondatacollectionandenrichesthedataandinformationprovidedinthewindtunnelexperiments.Thispaperstudiesthewindtunnelanditsmaincomponents,thestructureandtheprincipleoftailabdomensupportmechanismdevice,theelectro-hydraulicserv

7、otechniqueandthedifferenttypesofelectro-hydraulicservovalves,thevalvecontrolledhydrauliccylinder,thehydraulicsimulation,andmanyothertechniquesthatareusedinwindtunnelexperiments.Itintroducestheestablis