精校机液压系统广义最小方差极点配置自校正控制器的应用研究

论文摘要

精密校直液压机是对轴类零件进行精密校直的设备，校直精度要求很高。精校直机的液压位置伺服系统是其校直的执行环节，是保证加工工件精度的关键。但是，精校机电液系统是典型的非线性时变系统，某些参数虽然已知，但会随工况的变化而出现变化，而且经常受到随机扰动和变负载的影响，这时用常规的控制方法就难以取得良好的控制效果。广义最小方差自校正控制器适用于过程模型已知，但参数缓慢变化且具有外干扰的随机系统。这种控制器具有算法简单，易于实现，稳定性强等特点，因此具有实用价值。本文根据电液控制系统的特点，将广义最小方差自校正控制器应用于精校直电液位置控制系统。主要研究内容如下：1．根据液压伺服系统的基本理论，对四通阀控单出杆液压缸在不同性质的负载下的传递函数作了简化，提出了将连续传递函数离散化的零阶保持器法。2．对广义最小方差自校正控制器进行了理论推导，讨论了其优缺点和稳定性，并引进了极点配置理论，构成广义最小方差的极点配置自校正控制器；为了便于计算机递推计算，采用了隐式算法，并构造出与原系统等价的辅助系统。3．对精校机电液位置伺服系统的工作原理进行了介绍，分析了精校机的工作状况，并根据广义最小方差极点配置自校正控制器的理论，对系统进行了建模和仿真。本文的研究内容对精校机电液位置伺服系统控制策略的设计提供了理论支持。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 概论
• 1.1 液压伺服系统的发展与应用
• 1.2 自适应控制系统概述
• 1.3 自适应控制的发展状况及应用情况
• 1.4 液压伺服系统的自适应控制综述
• 1.5 论文主要研究内容及意义
• 第二章 精校机液压伺服系统的数学模型
• 2.1 四通阀控单出杆液压缸的传递函数
• 2.1.1 传递函数的推导
• 2.1.2 传递函数的简化
• 2.2 电液位置伺服系统数学模型
• 2.2.1 当负载为惯性+外负载力时的电液位置伺服系统
• 2.2.2 具有弹性负载的电液位置伺服系统
• 2.3 精校机电液位置伺服系统离散化方法
• 本章小节
• 第三章 广义最小方差的极点配置自校正控制
• 3.1 自校正控制概述
• 3.1.1 自校正控制系统简介
• 3.1.2 被控对象的数学模型
• 3.1.3 分离原理和确定等价原理
• 3.2 最小方差控制理论
• 3.2.1 最小方差调节器理论
• 3.2.2 最小方差控制的稳定性分析
• 3.3 广义最小方差控制理论
• 3.3.1 广义最小方差自校正控制器
• 3.3.2 广义最小方差的自校正控制闭环系统的稳定性分析
• 3.3.3 自校正控制器算法
• 3.4 广义最小方差自校正控制器的极点配置
• 3.4.1 广义最小方差极点配置自校正控制器
• 3.4.2 广义最小方差极点配置自校正控制器算法
• 本章小节
• 第四章 基于精校机的广义最小方差极点配置自校正控制器的实现与仿真
• 4.1 精校机电液系统的工作原理
• 4.2 工况分析
• 4.2.1 负载分析
• 4.2.2 外干扰分析
• 4.3 控制模型的建立
• 4.4 液压位置伺服控制系统仿真研究
• 4.4.1 系统经典传递函数仿真
• 1) 负载为惯性+外负载力时的系统仿真
• 2) 负载为弹性负载力时的系统仿真
• 4.4.2 广义最小方差极点配置自校正控制器的仿真
• 1) 负载为弹性负载力时的系统仿真
• 2) 负载为惯性+外负载力时的系统仿真
• 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 论文总结
• 5.2 未来工作展望
• 参考文献
• 发表论文情况