二次调节技术是一个或一组压力耦连的执行元件工作于恒压网络中并且可以实现能量回收和再生的静夜驱动技术。该技术通过调整二次元件的斜盘倾角来适应外负载的变化进而达到调速的目的,它不仅具有良好的动态特性,而且在一定条件下,二次元件可以进行马达和泵工况的转换,回收负载的惯性能或重力势能。在能源日益紧缺的今天,对该技术的研究具有重要的理论研究意义和实际应用价值。本文选题自东北大学液压试验台的设计制造项目。本文以此项目中的二次调节实验台装置为研究对象,对二次调节技术进行了全面深入的理论和实践分析。 本文首先在查阅国内外大量资料的基础上,综述了二次调节技术的发展历程,并详细介绍了二次调节技术的控制原理,综述了二次调节技术的发展现状和国内外的应用领域,指出了目前存在的问题,并在此基础上确定了本文的研究方向。 本文首先介绍了二次调节实验系统的液压组成部分和工作原理;又针对实验系统计算机控制的要求,详细论述了计算机控制系统的硬件平台和软件的设计方法,研究了电气的PLC控制与工控机的通信方式;基于计算机控制的要求设计了数字PID控制器,并根据实验的需要研究了图形的自动绘制处理方法。 本文在建立实验台转速控制系统的数学模型后,分析了转速控制系统的稳态特性和动态特性,并从转速控制系统的开环Bode图中证明了转速系统是稳定的,但是系统的频宽较窄,这样导致系统的动态响应速度较慢。 最后,本文针对转速控制系统的动态响应速度慢的特点,进行了P控制、PI控制和PID控制的校正;随后又从系统的状态空间出发,研究了状态反馈控制和二次型最优控制;基于系统参数时变的特点,研究了动态鲁棒补偿控制器的设计。