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二次调节转速控制系统影响因素的研究

2020-12-01阅读(571)

二次调节转速控制系统影响因素的研究

论文摘要

随着近年来能源价格的上涨和能源危机的出现,静液传动系统不仅要完成人们所需的功能,还要考虑到能源的最有效利用,在工业企业对高效益的追求下,以节能为特点的液压二次调节技术引起了足够的重视,得到了更多的研究和应用。本文总结了二次调节技术国内外发展概况,综述了二次调节静液传动系统与传统传动系统的区别,并分析了其调节原理及四种控制方式。基于学校实验平台的开发,着重对转速控制系统进行了研究分析。转速调节是二次调节系统中最常用,同时也是最基本的调节方式,其它各种调节方式可以在此基础上进行研究。本文针对转速控制方式下的二次调节系统进行了分析,详细介绍了系统主要组成结构和控制原理,运用MATLAB/Simulink仿真工具着重对负载扭矩变化、设定速度变化、负载压力波动及蓄能器等影响因素进行了研究,得到了各因素对系统控制效果的影响规律,并对比了系统在不同控制器下的作用效果。设计并搭建了二次调节转速控制系统实验台,采用dSPACE半实物仿真系统建立了实验系统的数学模型。在该实验台上,针对各因素对转速控制系统的影响进行了实验研究,与仿真进行了对比分析,验证了理论分析的正确性,使得二次调节转速控制系统的控制性能及各因素对转速控制系统的影响得到了进一步验证,为实验平台进行下一步的节能研究工作奠定了一定的理论基础。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 二次调节静液传动系统研究的科学意义
  • 1.2 二次调节静液传动系统的发展概况
  • 1.2.1 二次调节静液传动技术的提出
  • 1.2.2 国外研究成果
  • 1.2.3 国内研究成果
  • 1.3 二次调节静液传动技术的特点
  • 1.3.1 二次调节静液传动系统的特点
  • 1.3.2 二次调节静液传动技术的优点
  • 1.3.3 二次调节静液传动技术的缺点
  • 1.4 二次调节静液传动系统的主要应用
  • 1.4.1 在回收汽车启动－制动时动能应用
  • 1.4.2 回收液压驱动卷扬机械的势能
  • 1.5 本课题的研究目的
  • 1.6 本课题的主要内容
  • 第2章 二次调节控制系统原理的分析
  • 2.1 二次调节系统的组成
  • 2.2 二次调节系统的工作原理
  • 2.3 二次调节系统四象限工作特性
  • 2.4 二次调节系统的控制方式
  • 2.4.1 二次调节系统转矩控制
  • 2.4.2 二次调节系统位置控制
  • 2.4.3 二次调节系统功率控制
  • 2.4.4 二次调节系统转速控制及本课题研究中的实现
  • 2.5 本章小结
  • 第3章 转速控制系统数学模型的建立
  • 3.1 数字控制器环节
  • 3.1.1 串级控制原理与组成
  • 3.1.2 转速控制系统的串级控制应用
  • 3.2 伺服阀数学模型的建立
  • 3.3 阀控缸数学模型的建立
  • 3.3.1 滑阀流量方程
  • 3.3.2 液压缸流量的连续性方程
  • 3.3.3 液压缸和负载的力平衡方程
  • 3.4 二次元件斜盘倾角数学模型的建立
  • 3.4.1 二次元件排量方程
  • 3.4.2 二次元件的力矩平衡方程
  • 3.5 油源系统的分析
  • 3.6 本章小结
  • 第4章 二次调节转速控制系统的仿真与分析
  • 4.1 MATLAB/Simulink 仿真软件介绍
  • 4.2 单闭环控制系统仿真模型的建立
  • 4.3 单闭环控制仿真结果及分析
  • 4.3.1 不同输出负载扭矩下系统的仿真及分析
  • 4.3.2 系统负载扭矩波动的仿真及分析
  • 4.3.3 油源压力对系统影响的仿真及分析
  • 4.3.4 不同设定速度的仿真与分析
  • 4.4 串级控制系统仿真模型的建立
  • 4.4.1 串级控制原理
  • 4.4.2 串级控制优点
  • 4.4.3 串级控制系统的设计原则
  • 4.5 串级控制在本系统中的应用
  • 4.5.1 对于PID 控制器调节差异的分析
  • 4.5.2 单闭环系统与串级系统控制效果的对比与分析
  • 4.5.3 串级控制下负载扭矩变化的仿真与分析
  • 4.5.4 串级控制下速度变化的仿真与分析
  • 4.6 饱和非线性对调速特性的影响
  • 4.7 本章小结
  • 第5章 实验研究与分析
  • 5.1 实验平台简介
  • 5.2 实验总体方案
  • 5.3 二次调节转速控制系统执行机构的组成与选取
  • 5.4 实验控制系统组成及控制原理
  • 5.4.1 dSPACE 简介
  • 5.4.2 二次调节系统控制方案
  • 5.5 实验结果分析
  • 5.5.1 负载变化对系统特性的影响
  • 5.5.2 PID 控制器中微分环节对系统影响的分析
  • 5.5.3 蓄能器对系统的影响分析
  • 5.5.4 负载波动对系统的影响
  • 5.5.5 油源压力的影响分析
  • 5.5.6 不同设定转速的影响
  • 5.6 实验中出现的问题及进一步设想
  • 5.6.1 实验中出现的问题
  • 5.6.2 对于实验的进一步设想
  • 5.7 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
  • 致谢
  • 作者简介

    • 相关论文文献

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