液压载重平台调平及控制策略的研究

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随着我国工业现代化的逐步发展,液压载重平台的应用方向和领域得到了不断拓宽,如在航天、军用和民用等领域。由于平台的工作对象精密化和工作环境复杂化等要求,造成平台的工作负载具有多变性,因此设计一种具有高效率和高精度的液压载重平台调平及控制系统对工业现代化的发展具有重要意义。基于此,本文以AMESim与Simulink联合仿真平台为载体,通过对液压系统、调平策略和控制系统进行优化和分析,提出了一种基于PSO(Particle Swarm Optimization)的模糊PID和自抗扰耦合控制的液压调平系统,研究内容主要包括:首先对液压调平系统建模。本研究选用阀控非对称缸的四缸同步系统,通过增益裕度和相位裕度对系统进行稳定性分析并确定系统的传递函数。其次,针对传统模糊PID控制存在精度低和抗干扰能力差的问题,通过PSO优化算法迭代寻找系统最优解和自抗扰控制实现对系统的动态实时反馈,提出了一种基于PSO的模糊PID与自抗扰耦合控制来解决同步误差问题。实验结果表明,较传统模糊PID控制相比,系统的跟踪时间减少1.5s,正弦信号下跟踪误差降低50%提高调平精度。最后,针对倾角误差和高度误差对载重平台的影响,对比目前存在的调平策略提出了最高点跟随和中心点跟随两种优化调平策略。同时在液压回路中加入辅助液压泵使系统的调平时间减少1.4s,提高系统工作效率。论文中采用AMESim与Simulink联合仿真,搭建阀控非对称缸的四缸同步系统,与传统模糊PID控制进行仿真对比分析,基于PSO的模糊PID与自抗扰耦合控制具有更小的速度振荡和跟踪误差;通过两种调平策略对比分析可看出优化后中心点跟随调平策略具有更好的性能曲线;此外,增加辅助液压泵后能够在调平过程中具有更快的位移跟踪和更快的调平速度。通过以上仿真结果表明本文提出的液压载重平台调平及控制系统能够有效的降低同步误差以及速度振荡的问题,有助于推进工业现代化发展朝着精密化的方向发展,对后续的研究和生产具有一定的指导意义。
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