液压二次调节系统转速控制与节能方法研究

【摘要】：二次调节技术是一种新型的液压传动技术,它为液压系统提出了新的回路结构和控制规律。最重要的是,二次调节为能量的回收和重新利用提供了可能性,可以提高液压系统的效率,节约能量,因此已经成为液压技术的热点方向。 本文首先总结了液压二次调节技术的国内外的发展现状、应用领域及前景,介绍了二次调节系统的组成、工作原理和特点,简要分析了二次调节的三种控制方式。 本文重点研究二次调节转速控制系统。转速控制是二次调节系统最基本的控制方式。以东北大学液压综合试验台二次调节部分为研究对象,建立了二次调节系统的数学模型。以MATLAB/Simulink仿真工具为平台,仿真分析了转速控制系统的原理,恒压网络压力、负载转矩波动和不同设定转速对系统控制性能的影响,得到了各种因素对系统的影响规律。同时,对能量回收问题进行了研究,得到了能量回收时的峰值点,可以达到最佳的能量回收效果。 设计了PID控制器和模糊控制器,改善了系统的控制性能,并对负载波动达到了满意的抑制效果。 【关键词】：二次调节 建模 转速控制 能量回收 PID控制 模糊控制
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TH137
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 课题提出的背景和意义9
• 1.2 液压系统能耗和节能方法分析9-11
• 1.3 液压二次调节系统发展现状11-13
• 1.3.1 二次调节静液传动技术的提出11
• 1.3.2 国外研究成果11-12
• 1.3.3 国内研究成果12-13
• 1.4 二次调节系统的主要应用及前景13-15
• 1.5 本文的主要工作15-17
• 第2章 液压二次调节控制技术基础理论17-23
• 2.1 液压二次调节系统的组成和工作原理17-20
• 2.1.1 压力偶联系统17-18
• 2.1.2 二次元件18-19
• 2.1.3 液压二次调节系统的组成和工作原理19-20
• 2.2 二次调节系统的控制方式20-21
• 2.2.1 恒转速控制20
• 2.2.2 恒转矩控制20-21
• 2.2.3 恒功率控制21
• 2.3 液压二次调节系统的特点21-23
• 第3章 液压二次调节转速系统的数学模型23-31
• 3.1 数学模型的建立方法23
• 3.2 二次调节控制系统数学模型的建立于简化23-29
• 3.2.1 各环节的动态方程23-26
• 3.2.2 转速系统数学模型的建立与简化26-29
• 3.3 模型参数的确定29-31
• 第4章 二次调节转速控制系统仿真与分析31-45
• 4.1 MATLAB/Simulink仿真软件介绍31-32
• 4.2 转速控制系统仿真模型的建立32-34
• 4.3 速度控制系统仿真结果及分析34-39
• 4.3.1 转速控制原理仿真分析34-35
• 4.3.2 设定转速不同的仿真分析35-36
• 4.3.3 恒压网络压力对转速控制的影响36-37
• 4.3.4 负载扭矩波动对转速控制的影响37-39
• 4.4 二次调节系统节能分析39-45
• 4.4.1 二次调节系统的四象限工作特性39-40
• 4.4.2 能量回收峰值功率分析40-42
• 4.4.3 能量回收仿真42-45
• 第5章 二次调节转速系统控制策略研究45-61
• 5.1 PID控制系统45-52
• 5.1.1 模拟PID控制器45-46
• 5.1.2 数字PID控制器46-48
• 5.1.3 控制器的设计48
• 5.1.4 临界比例度法的PID参数整定48-50
• 5.1.5 PID控制仿真分析50-52
• 5.2 模糊控制系统52-53
• 5.2.1 模糊控制器的组成和工作原理52-53
• 5.3 二次调节转速系统模糊控制器的设计53-61
• 5.3.1 模糊控制器结构的确定54
• 5.3.2 模糊语言变量的选择与论域的确定54-55
• 5.3.3 量化因子和比例因子的确定55-56
• 5.3.4 输入输出语言变量隶属函数的确定56-57
• 5.3.5 模糊控制规则的设计57
• 5.3.6 解模糊化方法的确定57-58
• 5.3.7 模糊查询表的制定58
• 5.3.8 模糊控制仿真分析58-61
• 第6章 结论与展望61-63
• 参考文献63-67
• 致谢67

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