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單支腿電液-比例位置控制系統(tǒng)模糊PID仿真單支腿控制系統(tǒng)包括了機械部分和控制部分,因此在傳統(tǒng)的仿真中既要建立機械模型又要建立控制模型導(dǎo)致仿真繁瑣而且可操作性差,為了解決這個問題本文將AMESim與Simulink通過接口設(shè)置進行聯(lián)合仿真。 PID控制原理1)PID控制原理PID控制是通過對輸入量和輸出量的誤差以一種比例、積分、微分線性組合的方式進行控制,對被控制對象進行校正和控制。比例積分被控對象微分,PID是一種線性控制器,對被控對象的輸入和輸出的偏差進行控制,其控制規(guī)律為: 寫成傳遞函數(shù)形式為: t時刻的控制量;pK—比例系數(shù);IT—積分時間常數(shù);DT—微分時間常數(shù)。 由于計算機是一種采樣控制,根據(jù)采樣時刻的偏差值進行控制,所以積分和微分項不能直接使用,需要進行離散化處理,可以以一系列采樣點的和式代替積分,以增量代替微分,得到位置式PID控制算法:k—離散后控制器的采樣序號;PK—比例系數(shù);IK—積分系數(shù);DK—微分系數(shù)。
2)PID控制器參數(shù)整定PID控制算法的關(guān)鍵是對KP、KI、KD三個參量的整定,首先需要分析三個參量對控制系統(tǒng)的性能指標的影響。(1)KP—比例系數(shù),其作用是提高控制系統(tǒng)的響應(yīng)速度、降低響應(yīng)時間、提高調(diào)節(jié)精度。KP越大,響應(yīng)越快,精度越高,但當KP過大時控制系統(tǒng)將會產(chǎn)生嚴重的超調(diào),導(dǎo)致控制系統(tǒng)不穩(wěn)定;當KP過小,響應(yīng)時間和調(diào)節(jié)時間均會變長,控制系統(tǒng)的靜、動態(tài)特性變差。(2)KI—積分系數(shù),其作用是消除控制系統(tǒng)所存在的穩(wěn)態(tài)誤差,KI越大,控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差越容易消除。但若KI值過大,控制系統(tǒng)在初期響應(yīng)過程中將會產(chǎn)生積分飽和現(xiàn)象,會讓控制系統(tǒng)產(chǎn)生大的超調(diào)量;若KI值過小時,難以消除控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差,造成控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度降低。(3)KD—微分系數(shù),其作用是改善系統(tǒng)的動態(tài)特性。通過系數(shù)KD可判斷出偏差信號的變化趨勢,根據(jù)結(jié)果可在響應(yīng)早期向系統(tǒng)中加入修正信號,從而縮短調(diào)節(jié)時間,加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度。但KD過大,會使系統(tǒng)出現(xiàn)制動提前,調(diào)節(jié)時間增長的問題且系統(tǒng)抗干擾性能下降。
建立了電液比例控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型,推導(dǎo)了控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù),根據(jù)Bode判據(jù)進行控制系統(tǒng)穩(wěn)定性判斷。針對液壓系統(tǒng)的非線性、參數(shù)不確定性等問題,提出了AMESim/Simulink聯(lián)合仿真技術(shù),并結(jié)合模糊PID控制算法進行系統(tǒng)仿真。結(jié)果表明,模糊PID控制具有控制精度高、抗干擾能力強、魯棒性強的特點,提出的調(diào)平策略和控制算法具有可行性,滿足了升高安裝車自動調(diào)平系統(tǒng)的設(shè)計要求。7273第六章結(jié)論與展望6.1結(jié)論本文針對目前升高安裝車的糾偏技術(shù)不能快速、有效地解決因采空區(qū)不穩(wěn)定導(dǎo)致升高安裝車傾斜的問題,提出了升高安裝車自動調(diào)平系統(tǒng)的研究課題,目的在于研究出一種簡單有效的防范、治理方案及其設(shè)備來提高采空區(qū)升高安裝車的安全性和穩(wěn)定性。論文主要研究成果及結(jié)論包括以下幾方面:1)通過對升高安裝車自動調(diào)平系統(tǒng)的設(shè)計要求、設(shè)計原則和技術(shù)參數(shù)的分析和研究,提出了以PLC為控制核心和采用四點液壓式支撐的總體設(shè)計方案,并分析了升高安裝車自動調(diào)平系統(tǒng)的工作原理,從整體上制定了對升高安裝車自動調(diào)平系統(tǒng)的研究方向。2)研究分析了既有升高安裝車糾偏技術(shù),制定了以頂升法為主結(jié)合登高基礎(chǔ)井字梁加固改造技術(shù)的自動糾偏方案,采用機械式自鎖液壓缸作為頂升裝置實現(xiàn)了調(diào)平系統(tǒng)長期承受重載荷和任意位置鎖緊的功能,完成了對自動調(diào)平系統(tǒng)的調(diào)平機構(gòu)的設(shè)計。通過建立塔基平臺的靜力學(xué)模型,分析了升高安裝車傾角與各支腿受力之間的關(guān)系,在此基礎(chǔ)上,對位置誤差控制法和角度誤差控制法兩種調(diào)平策略進行了研究比較,結(jié)合升高安裝車自動調(diào)平系統(tǒng)對穩(wěn)定性和精度的要求,提出了最高點不動追逐法與角度誤差控制法相結(jié)合的調(diào)平策略。3)在完成調(diào)平液壓系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)上,通過建立調(diào)平液壓缸無動作故障樹進行液壓系統(tǒng)的可靠性分析,并從固有可靠性和使用可靠性的角度為提高液壓系統(tǒng)的可靠性提出了有效措施。