工程臂液压驱动同步系统设计与控制策略.pdf

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1、分类号学校代码]Q542密级学号～200818020006工程臂架液压驱动同步系统设计与控制策略DesignandControIStrategyofHydrauI-CSynchronizedSystemforEngineeringArm指导教师姓名、职称型垒整撞湖南师范大学学位评定委员会办公室二0一一年五月摘要液压驱动同步系统是机电液一体化的一个重要分支。随着液压技术、现代机械加工、航天航空技术的发展和装备技术的提高，对同步的精确性要求越来越高，同步控制也越来越受关注。同时由于微机和自动化理论的迅速发展，具有与计算机

2、直接接口、抗污染能力强、价格便宜的数字阀的出现。使得如何利用数字阀来实现液压驱动同步成为了热门的研究课题。本文在查阅大量国内外相关文献的基础上，以工程臂架为研究对象，设计了以高速开关阀为先导阀控制锥阀来实现大流量、高精度、高响应的双缸液压驱动同步回路。分析了其具体地工作原理，针对设计方案并结合工作条件，进行了液压驱动同步系统的元件选型、分析、计算和机电液集成模块的设计，并绘制其工程图和三维图。再根据同步回路的工作原理，运用空间状态变量理论，建立其相应的数学模型。基于数学模型利用MATLAB／simulink工具箱搭建

3、仿真模型并进行仿真研究，以验证该方案的可行性。最后利用MATLAB／simulink工具箱搭建PID控制器、模糊控制器和模糊PID控制器对本同步系统进行控制，通过分析同步精度结果后选择最适合本同步系统的控制策略。上述研究对于利用数字阀来实现同步控制的研究与生产具有一定的参考价值和借鉴作用。关键词：液压同步控制，高速开关阀，控制策略，建模与仿真，模糊PID控制TABSTRACTHydraulicsynchronoussystemisanimportantbranchofhydromechatronics．Withthe

4、hydraulictechnology，modernmaching，aerospacetechnology·developmentandimproveofequipmenttechnology，therequirementsofsynchronousaccuracybuildingitscorrespondingmathematical．AndbasedonitsmathematicalmodelsusesMATLAB／simulinktoolboxtobuildingsimulativemodel“Sandveri

5、句．itsfeasibilitNFinall$，．usesMATLAB／simulinktoolboxtobuildingPIDcontroller’fuzzycontrollerandfuzzyPIDcontrollertocontrolthesynchronoussystem，andselectscontrolstrategywhichthemostsuitableforthesynchronoussystembyanalyzingtheresultsofsynchronousaccuracy．Theaboves

6、tudiesofusingdigitalvalvetosynchronizationhavesomereferencevaluetoitsforward．researchandproduction．KeyWords：hydraulicsynchronouscontrol，highspeedon／offvalve，controlstrategy，modelingandsimulation，fuzzyPIDcontrolm目录摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。：lABSTRACT．一．～⋯．⋯⋯．．．．．

7、．．．．⋯．．⋯．．．．⋯⋯．一⋯．⋯．：lIt绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．11．1液压同步控制技术论述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11．1．1液压驱动同步的基本形式⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．11．1．2液压驱动同步闭环控制的策略⋯⋯⋯一⋯⋯⋯41．2国内外液压同步技术的研究现状和应用⋯⋯⋯⋯⋯．．51．3电液数字阀论述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯．71．4课题研究的意义和主要内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．81．4．1课题研究的意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．81．4．2本课题研究的主要内容⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯82工程臂架的高精度液压驱动同

8、步控制回路设计⋯⋯⋯⋯．102．1工程臂架的液压驱动同步控制回路方案⋯⋯⋯⋯⋯．102．2同步回路的工作原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．112．2．1本同步回路关键元件的工作原理⋯⋯⋯⋯⋯．．122．2．2高速开关阀为先导阀控制锥阀的工作原理⋯⋯⋯142．2．3实现本系统同步的工作原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯152．3同步系统液压阀集成块的设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．