大型電渣爐液壓系統(tǒng)仿真分析與控制研究.pdf

1、本文根據(jù)冶煉工藝的要求，針對民用和國防工業(yè)具有重大意義的大型電渣爐設(shè)計(jì)了與之匹配的液壓系統(tǒng)，并進(jìn)行了主要元件的選擇計(jì)算，同時(shí)對設(shè)計(jì)出的液壓系統(tǒng)進(jìn)行了執(zhí)行元件強(qiáng)度穩(wěn)定性與發(fā)熱溫升的校核。建立了具有普遍意義的非對稱閥控制非對稱缸的系統(tǒng)模型，并在此基礎(chǔ)上得出了對稱閥控制非對稱缸的狀態(tài)方程。對存在皮囊式蓄能器的系統(tǒng)也建立了相應(yīng)的模型。
　　本文應(yīng)用內(nèi)模(IMC)原理，得到了PID控制器參數(shù)與系統(tǒng)參數(shù)的關(guān)系，因而設(shè)計(jì)出的控制器能很好地與系統(tǒng)

2、匹配。為了彌補(bǔ)PID控制器響應(yīng)慢的不足，本文應(yīng)用模糊控制原理，設(shè)計(jì)了模糊自整定PID控制器。模糊能夠使用模糊規(guī)則，在線自動(dòng)調(diào)整PID控制器的參數(shù)，縮短系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間。還提出了比例一模糊PID復(fù)合控制的方法。其基本原理是根據(jù)專家經(jīng)驗(yàn)和系統(tǒng)調(diào)試時(shí)的現(xiàn)場狀況，設(shè)定一個(gè)開關(guān)域值，作為切換不同控制器的觸發(fā)信號。當(dāng)系統(tǒng)偏差較大時(shí)用比例控制快速減小偏差。系統(tǒng)偏差變小后，應(yīng)用模糊自整定PID提高控制精度。這樣可以減少在線計(jì)算量，自動(dòng)調(diào)整控制參數(shù)，使得動(dòng)

3、態(tài)性能得到極大改善。仿真結(jié)果顯示，比例—模糊PID復(fù)合控制相對于常規(guī)PID其響應(yīng)時(shí)間大大減少，完全可以成功地應(yīng)用到工業(yè)產(chǎn)品中。
　　實(shí)際系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)總存在一定的干擾。根據(jù)系統(tǒng)方框圖的理論分析也表明，負(fù)值負(fù)載會對系統(tǒng)產(chǎn)生強(qiáng)烈的干擾。為了減小干擾信號對的影響，本文采用了針對干擾的前饋控制原理對干擾信號進(jìn)行了一定程度的補(bǔ)償。仿真結(jié)果表明，在工程誤差允許的范圍內(nèi)，前饋控制能夠補(bǔ)償干擾信號產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)誤差，使系統(tǒng)正常工作。
　　為了降低比

4、例閥的制造成本，比例閥有一般在20％～30％的零位死區(qū)。這使得在閉環(huán)控制時(shí)系統(tǒng)在比例閥零位左右基本不能正常工作。為了使系統(tǒng)在零位左右依然有正確的輸入輸出關(guān)系，本文對比例閥的死區(qū)進(jìn)行了一定程度的補(bǔ)償。其基本原理是當(dāng)給定信號進(jìn)入了死區(qū)時(shí)，此時(shí)在控制器輸出的基礎(chǔ)上，增加補(bǔ)償信號。補(bǔ)償信號的大小基本由死區(qū)決定。仿真結(jié)果表明，采用補(bǔ)償算法后，輸出信號基本能夠跟蹤輸入信號，即降低了比例閥的死區(qū)對系統(tǒng)的影響，使系統(tǒng)快速穿過了比例閥的死區(qū)。