伺服電機直驅(qū)泵控系統(tǒng)控制技術(shù)仿真與實驗研究.pdf

1、本文針對傳統(tǒng)閥控伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜、節(jié)流損失大、效率低等弊端，結(jié)合目前伺服驅(qū)動技術(shù)的最新發(fā)展，采用伺服電機驅(qū)動雙向定量泵的方式，構(gòu)建了直驅(qū)泵控閉式液壓伺服系統(tǒng)的實現(xiàn)方案。通過計算機聯(lián)合仿真手段，采用理論和實驗相結(jié)合的研究方法，對直驅(qū)泵控伺服系統(tǒng)的原理以及控制方法等關(guān)鍵技術(shù)進行研究。
　　 討論了閥控系統(tǒng)的工作原理及優(yōu)缺點，并分析了變排量和變轉(zhuǎn)速兩種泵控系統(tǒng)的工作原理、組成以及存在的問題，參考目前直驅(qū)泵控伺服系統(tǒng)對非對稱缸流量不平衡

2、問題的解決措施，構(gòu)建出基于雙向定量泵的非對稱缸泵控閉式伺服系統(tǒng)的實現(xiàn)方案。針對液壓非線性系統(tǒng)建模難的特點，將強大的液壓仿真軟件AMESim和高效的控制仿真軟件MATLAB/Simulink相結(jié)合，實現(xiàn)了對直驅(qū)泵控伺服系統(tǒng)聯(lián)合建模，并分析了系統(tǒng)的跟蹤性能。結(jié)果表明直驅(qū)泵控伺服系統(tǒng)存在明顯的死區(qū)、時滯、飽和現(xiàn)象。
　　 分析了位置閉環(huán)PID控制、模糊自適應PID控制以及迭代學習控制算法原理，并在MATLAB/Simulink中完成了

3、相應控制器的設(shè)計。通過AMESim與Simulink軟件進行聯(lián)合仿真。仿真結(jié)果表明模糊PID控制器較傳統(tǒng)PID控制器具有響應速度快、穩(wěn)態(tài)誤差小、控制精度高、調(diào)節(jié)時間短，且當系統(tǒng)受到外力擾動時，控制品質(zhì)好，回復速度快等優(yōu)點；閉環(huán)迭代學習控制相比位置閉環(huán)PID和模糊自適應PID，收斂速度更快、控制精度更高，且能有效的消除死區(qū)、時滯等非線性因素的影響。
　　 基于CQYZ-D電液伺服控制實驗臺，采用Labview和WPLSoft開發(fā)環(huán)

4、境自行開發(fā)了數(shù)據(jù)采集、串口通信以及下位機PLC接受為一體的直驅(qū)泵控伺服控制實驗平臺。并對整個系統(tǒng)的核心部件軸向柱塞泵進行了相應的性能測試。測試結(jié)果表明軸向柱塞泵存在低轉(zhuǎn)速死區(qū)現(xiàn)象。
　　 在實驗平臺基礎(chǔ)上，基于Labview開發(fā)環(huán)境分別實現(xiàn)了位置閉環(huán)PID控制器、模糊自適應PID控制器、閉環(huán)PID迭代學習控制器的開發(fā)，并對其位置控制性能進行了實驗研究。結(jié)果表明理論仿真與實驗結(jié)果基本一致；模糊自適應PID控制器從響應速度、控制精度