基于高速电磁开关阀的多缸力加载系统控制策略研究

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现代社会中,液压系统力协调控制的应用日趋广泛且复杂,如何可靠、安全地保证多缸系统的力协调控制性能,是液压技术发展的重要研究问题之一。鉴于此,本论文搭建了基于高速电磁开关阀的多缸系统的力加载实验平台,引入了CMAC+PID复合控制算法,在此基础上,提出了CMAC自适应PID的完整控制算法,并借助于Matlab RTW xPC实时控制技术,对该实验台进行了深入的实验研究和分析。仿真和实验表明,相比于CMAC+PID复合控制算法,所提出的CMAC自适应PID控制策略,能够大幅提高多缸力加载系统的控制精度、鲁棒性和抗干扰性。围绕多缸系统力加载实验平台的控制,本论文主要就平台搭建和硬件选型、系统数学建模、普通PID控制和基于CMAC的智能控制的仿真与实验分析、控制界面设计等方面而展开,所完成的具体研究工作有:1)根据多缸力加载控制研究目标,选用了合适的液压缸、高速电磁开关阀及力传感器等硬件搭建了多缸系统力加载实验平台。采用了MathWorks公司实时控制系统—Matlab RTW xPC目标环境实现系统作为控制平台,并选用了研华PCI 1711多功能数据采集卡作为软硬件交互平台,进行信号的采集和输出。2)完成了对多缸力加载实验台的数学建模,并通过普通PID控制算法初步进行了仿真和实验。通过分析,确认了普通PID控制的不足和需要改进的地方。3)将CMAC+PID复合控制算法引入进来,通过AMESim和Matlab软件的联合,进行了多缸力加载系统的仿真和实验。通过对比,对CMAC+PID复合控制算法相较于普通PID控制的优点进行了分析,表明了其在精度、鲁棒性和抗干扰能力等方面具有较好的控制效果,并同样指出了其需要改进的不足。4)在CMAC+PID控制算法的基础上,提出了一种更为优越的算法—CMAC自适应PID控制策略。通过仿真和实验对比分析,表明了与其他两种算法相比,该算法能够提高控制精度,增强鲁棒性和抗干扰能力,充分发挥硬件系统的性能,实现对多缸系统力加载的理想控制。5)将Lab VIEW与Matlab进行联合,为多缸系统力加载研究搭建了控制界面,增强了实验台的操作简易性,实现了控制平台的实用和美观。
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