大型液压举升系统过程控制仿真

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1、第34卷第3期计算机仿真2017年3月文章编号：1006-9348(2017)03-0348-05大型液压举升系统过程控制仿真邓飙孙静波朱稹2(1.火箭军工程大学201教研室，陕西西安710025;2.63981部队，湖北武汉430311)摘要:针对大型液压垂直举升系统工作时振动冲击较大的问题，提出了举升过程的速度跟踪控制策略，设计了模糊PID控制器。根据举升系统的控制原理和速度特征，对执行器件伸缩缸换级过程的速度、加速度进行分析，设计了利用多项式插值的换级速度曲线，并提出了采用速度跟踪的模糊PID控制方法。通过对举升液压回路人姻没^模型的仿真分析

2、和控制系统的仿真研究，对比了模糊PID与传统PID在跟踪精度上的不同，模糊PID跟踪精度更高。仿真结果表明，上述速度跟踪的模糊PID控制方法能实现大型液压举升系统的过程控制，且减小振动冲击。关键词:伸缩缸;速度规划;仿真;模糊控制中图分类号:TH137文献标识码:BSimulationofLargeHydraulicLiftingSystemProcessControlDENGBiao1，SUNJing-bo1，ZHUZhen2(1.RocketForceUniversityofEngineering,Xi9anShanxi710025,China；2

3、.TroopsNo.63981,WuhanHubei430311,China)ABSTRACT；Forthestrongvibrationandimpactprobleminthelargehydraulicliftingsystem,thecontrolmethodofliftingprocessbasedonvelocitytrackingisproposed,afuzzyPIDcontrollerisdesigned.Byanalyzingthecontrolprinciplesandvelocitycharacteristicsofliftin

4、gsystem,thevelocitycurvebasedonpolynomialsinterpolationoftelescopecylindershiftingisdesignedbyanalyzingthevelocityandaccelerationoftheexecutiondevicetelescopecylinder,andthefuzzyPIDcontrolbasedonvelocitytrackingisproposed.FuzzyPIDcontroleffecthashigheraccuracythanthetraditiona

5、lPIDbycomparingtheirtrackingaccuracythroughthesimulationofAMESimmodelofhydrauliccircuitandthecontrolsystem.Thesimulationresultsindicatethat,thefuzzyPIDcontrolbasedonvelocitytrackingcaneffectivelyachievethecontrolofliftingprocessandthevibrationandimpactarereduced.KEYWORDS；Telesco

6、pecylinder；Velocityplanning；Simulation；Fuzzycontrol—#—第34卷第3期计算机仿真2017年3月—#—第34卷第3期计算机仿真2017年3月收稿日期:2016-04—06修回日期:2016-04-201引言随着工业自动化水平的不断提高，大型液压举升设备对控制精度的要求也越来越高，举升设备振动冲击带来的危害也逐渐得到重视。某大型液压垂直举升设备执行元件为三级伸缩式液压缸，工作行程较长、缸筒内径较大，工作过程中缸筒内油液体积可达5000L,由于是单作用液压缸，负载如同悬浮于巨大油液上方，由于油液的弹性效应，

7、在伸缩缸换级或受负载扰动影响时，容易引发液压冲击，产生的残余振荡会造成伸缩缸运行速度的不稳定，间接导致执行器件和控制器件的特性的改变，长此以往对系统的寿命具有严重影响。举升系统的执行机构伸缩缸是一种多级液压缸。目前，对多级缸控制方法的研究多是对自卸车或类似的起竖设备开展的研究。文献[1]通过对自卸车起升角度曲线的规划实现对多级缸运动过程的控制，这种规划方式在很大程度上减小了直接碰撞带来的液压冲击。文献[2]通过对起升系统运行平稳性的分析，设计了起升过程控制系统,实现了起升系统的平稳运行。而垂直举升系统由于举升时角度变化较小，执行机构运行速度较低，角度

8、反馈式控制带来的误差相对较大。采用基于速度跟踪的模糊PID控制方式，避免了对角度的精确检测，使