电液伺服系统的多目标协同控制研究

来源 :哈尔滨理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hetongzhixia
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针对电液伺服系统实际应用过程中对加大负载能力、提高载荷定位精度、提高系统的稳定性及多任务操作的要求,需要我们对电液伺服系统的多个控制目标进行协同控制,同时开发智能化程度更高、适用性更强的控制算法来提高整个控制过程的控制效果,以此解决实际应用中的复杂问题。本文首先以电液伺服系统为研究对象,根据电液伺服系统的原理和半实物仿真实验台的参数,建立相应的位置和力控制理论模型。同时利用实验台获得实验台位置和力响应曲线,并分别与实验台半实物仿真得到的位置和力仿真曲线对比,验证理论模型的正确性。针对电液伺服系统的位置/速度协同控制问题,本文在位置控制的基础上,采用速度的前馈补偿来实现位置和速度的协同控制。本文在位置控制部分采用传统的PID控制算法来确保实时响应精度和定位精度;速度控制部分采用自适应模糊神经网络控制算法来消除因位置信号变化和系统本身的非线性因素所引起的速度信号的振动和冲击。最后通过Matlab软件仿真观察所设计的位置/速度协同控制系统和控制器的整体控制效果。针对电液伺服系统的力/位协同控制问题,本文在位置控制的基础上,采用力的外环控制作为前馈补偿来实现力和位置的协同控制。同样,位置控制部分采用传统的PID控制算法来确保实时响应精度和定位精度;力外环采用自适应模糊神经网络控制算法来减少力控制过程中因系统的不稳定和非线性因素导致的振动和冲击。从而确保力控制部分的精度,提高系统的稳定性。最后通过Matlab软件仿真观察所设计的力/位协同控制系统的整体控制效果。最后本文利用实验台对所设计的位置/速度协同控制和力/位协同控制进行实验验证。通过对比不同控制参数下实验响应曲线的控制效果,验证所设计的多目标协同控制系统以及PID控制器和自适应模糊神经网络控制器的控制效果,为进一步深入研究复杂电液伺服系统的产品的多目标协同控制打下基础,也为研究其他复杂系统在复杂的工况下的控制提供一些有用的参考和借鉴。
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