舞台设备广泛应用于各种体育馆、剧院等场所,它的性能直接影响舞台上的表演效果。实现舞台的升降有多种传动方式,最常见的是机械传动,但本文的控制对象为重型舞台,故本文采用基于模糊PID控制器的液压位置同步系统,以实现舞台在35~100mm/s的速度范围内能按照控制速度进行同步升降,且具有较高的控制精度和同步精度。本文对重型舞台液压同步系统进行了较为系统的探讨,包括舞台的升降机构、液压系统、同步控制策略及智能控制。论文主要内容如下:(1)介绍课题的研究背景,叙述国内外舞台技术的发展情况,阐述液压同步控制技术的研究意义、研究现状和发展趋势。(2)根据舞台的设计要求,对其升降系统进行总体设计。对3种舞台升降机构设计方案进行比较,确定采用可移动式剪叉机构,并计算该机构的相关参数,包括位置参数、速度参数及受力分析。分析计算结果,可知:采用该机构的舞台升降行程可达液压缸活塞杆行程的1.6倍,可实现快速升降的目的,且具有承载能力大和尺寸紧凑等特点。(3)根据舞台的设计要求,设计了采用比例调速阀控制流量的液压位置同步系统,并选择主从控制策略,以实现多液压缸的同步控制。(4)根据舞台面的最大负载和最大运动速度计算液压系统的主要参数,并对部分元件进行计算和选型,根据工作参数,建立液压系统主要元件的AMESim模型,并进行仿真,分析其特性,可知:比例调速阀的流量和输入电流成正比;液压锁具有良好的锁紧性能。在此基础上,建立单液压缸系统的仿真模型。(5)对开环单液压缸系统进行仿真,分析其在4种极限工况下的动、静态特性,可知:开环单液压缸系统的静差较大,定位精度差;对开环多液压缸系统进行仿真,分析多液压缸的同步性,针对不同步现象,选用主从控制策略以实现系统的同步运动。(6)采用PID控制器控制单液压缸系统,尽管最大超调量偏大,但其衰减快、振荡次数少,系统静差小,有很好的定位精度,提高了系统的定位精度和运行平稳性。(7)设计多变量模糊PID控制器,该控制器可根据舞台面的负载和同步误差进行参数的在线整定。在Matlab/Simulink中建立模糊PID控制器的模型。综合软件优势,通过AMESim/Simulink接口,实现液压系统和控制系统的联合仿真。仿真结果显示:与传统PID控制相比,采用模糊PID控制的主舞台面具有更好的动、静特性,且鲁棒性好;主从舞台面间最大位移差为14.9mm,各从舞台面间最大位移差为6.2mm,满足设计时同步误差|?|≤20mm的要求。