传统闭环控制与计算机控制系统的比较研究

来源 :西南林学院 西南林业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lkks06
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液压伺服系统是是控制领域中的一个重要组成部分,它是在液压传动和自动控制技术基础上发展起来的一门先进的科学技术,己广泛应用于国民经济的各个领域。液压伺服控制今后向高压大功率、高的可靠性、同微型机的结合等方向发展。   随着电液伺服技术的发展和应用领域的逐步推广,对电液伺服系统的控制要求越来越高。电液伺服系统具有响应快、重量轻、尺寸小、抗负载刚性大等优点,能够自动地、准确而快速地复现输入量的变化规律。   在传统的电液伺服控制中,除输入信号直接进入放大器板以外,现场反馈信号也直接进入放大器板,在放大器板中进行诸如传统的PID等的校正控制。这种形式虽然方便,但直接限制了各种高等控制方法的应用。   为了改变这种状况,随着现代数字控制技术水平的发展,现在正在研究用数字控制的理论来建立伺服控制系统的数学模型,以此来分析电液伺服控制系统的特性,最后可以把数字控制方法应用到伺服控制系统中。应用传统的控制方法和计算机控制方法对电液伺服控制系统到底有哪些差别,如果应用数字控制应该注意什么问题,特别是采样频率对系统的品质有什么样的影响等都需要进行进一步的研究。   在现代工业生产实践中,对于位置控制来说,如果从起始位置起进行伺服系统的闭环控制,方法简单,但是整个工艺过程就比较长,需要很长的调节时间,才能使系统满足控制要求;如果从接近终点的某个位置起再进行伺服系统的闭环控制,显然缩短了整个工艺过程,节省了调节时间,终而提高了劳动生产效率,节约了生产成本。但是从什么位置起作为闭环起点最好最佳的位置,就需要值得研究,对于现代工业生产来说也有着重要的实践意义。   本论文以阀控非对称液压缸为基础,从油缸杆的位置控制着手,把油缸杆的位置作为控制对象,分别建立该系统传统控制方法的数学模型(系统的传递函数)和数字控制方法的数学模型(差分形式离散化的数字控制模型),通过Matlab7.0软件对传统控制(连续闭环控制系统)与计算机控制(离散闭环控制系统)两种控制方法的数学模型建立仿真模型并进行了仿真试验,还进行了这两种控制方法对电液位置伺服系统特性性能的比较研究。但由于在实验过程中,伺服阀出现故障(只进行了电液伺服系统中各元件的标定实验),对于电液位置伺服系统特性性能的比较研究只停留在仿真试验并得出的结论,并没有在实践中得到验证,这也是本论文的不足之处。   经过大量的仿真试验,结果表明:   (1)在保证了控制系统稳定的条件下,计算机采样控制系统的控制方法更灵活。可以通过调节采用周期,来改善控制系统的性能;   (2)当采样频率fs<0.625(Hz)时,电液位置伺服控制系统由稳定状态逐渐向不稳定状态过渡;   (3)采样闭环控制系统的响应比传统闭环控制系统响应快,调节时间短,更能迅速达到电液伺服控制系统的控制要求;   (4)在采样周期相同的条件下,通过闭环起点的不同在时域范围内,进行性能指标的比较,得到距离目标点8mm时为接入反馈信号最佳的位置,为实际生产提供重要的理论依据;   (5)中途闭环控制系统响应快于全程闭环控制系统。
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