Matlab/Simulink阀控电液位置伺服系统建模与仿真(3)
时间:2017-03-31 21:43 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
（2）阀控系统，又称为节流式控制系统，它是用伺服阀控制输入执行机构的流量，实现控制执行机构的运动速度。在阀控系统中，液压源通常是恒压源。本文研究的是四通阀控液压缸动力机构[4]。 1.4 电液位置控制系统 液压伺服控制系统是使执行元件以一定的精度自动地按照输入信号的变化规律而动作的一种自动控制系统[5]。可从不同的角度加以分类，按输出的物理量分类，有位置伺服系统，速度伺服系统，力（或压力）伺服系统等；按控制信号分类，有机液伺服系统，电液伺服系统，气液伺服系统；按控制元件分类，有阀控系统和泵控系统两大类[6]。 现在，电液伺服控制已在自动化领域占有重要位置。凡是需要大功率、快速、精确反应的控制系统，都已采用了液压伺服控制[7]。 在液压伺服控制系统中，位置控制系统最常见，由于电液位置伺服系统具有响应速度快、控制精度高、动态位置刚度和稳态刚度大、抗干扰能力强等优点[8]。因此，航天、航空、航海、兵器、矿山、冶金及民用等个方面均得到广泛应用。本文研究的就是某阀控电液位置伺服系统的建模仿真。 1.5 PID控制 工业控制中常用的控制方法是PID控制，尽管随着现代交流调速技术的发展，出现了各种新型控制算法，如自适应控制、专家系统、智能控制等。从理论分析，许多控制策略都能实现良好的电机动静态特性。但是由于算法本身的复杂性，而且对系统进行模型辨识比较麻烦，因此，在实际系统中实现时困难。对于传统的PID控制而言，其最大的优点在于算法简单，参数易于整定，具有较强的鲁棒性，而且适应性强，可靠性高，这些特点使PID控制在工业控制领域得到广泛的应用[9]。 PID是一种线性控制器，它根据给定r_in (t)与实际输出值y_out (t)构成控制方案： e（t）= r_in (t)- y_out (t) [10] （1.1） 一般的PID控制器有三部分组成，K_P，K_I，K_D分别代表比例、积分以及微分增益。PID控制器的传递函数可表示为 G_c (s)=(K_D s^2+K_p s+K_I)/s （1.2） 式中分子是以K_p，K_I，K_D为系数的二项式。 在多数情况下，这些系数都是任意的，因此，PID控制器具有3个待定系数。每一个待定系数项都将影响整个闭环传递函数。由PID控制器校正后的系统增加了一阶无静差度。K_I的作用是增加积分增益，但是使系统相角稳定裕量减小；K_p的作用是增大系统通频带，但是也会使系统稳定性变差；K_D的作用是给系统提供阻尼，改善系统稳定性，但同时放大了高频噪声[11]。所以，PID控制器的3个增益必须根据实际情况进行折中选择。 1.6 智能控制 1971年，人工智能的创始人Fu.K.S首先提出了智能控制的概念，及智能控制是人工控制与自动控制交互作用的结果[12]；进而Saridis提出了智能控制是人工智能、运筹学和自动控制三个学科相互作用的结果[13]；随着模糊集理论的形成和发展以及神经网络在控制学科的不断渗透[14]，又提出智能控制是人工智能、运筹学和模糊集交互作用的结果[15]。 神经网络控制是模仿人类感觉器官和脑细胞的工作原理而工作的。它由一些简单的带有门限逻辑单元按并行结构经过可调连接权连接而成。它可以同时接收大量信息，并且对他们进行处理，结果也是平行输出的一批信息[16]。 1.7 SIMULINK建模与仿真 Simulink是MATLAB软件的扩张，是一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成软件包。它可以处理的系统有线性、非线性系统；离散、连续及混合系统；单任务、多任务离散系统。它与MATLAB语言的主要区别：其与用户交互接口是基于Windows的模型化图形输入，其结果是使得用户可以把更多精力投入到系统模型的构建中，而非语言的编程上。 (责任编辑：qin) |