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电液比例转速控制系统的特性分析与优化

陈鹏伟  
【摘要】:电液比例转速控制系统在装备制造业中得到广泛采用,其具有经济高效、维护方便、抗污染能力强及控制精度高等特点,它的准确性、快速性及稳定性等动态特性容易受各种因素的影响,如液压元件参数、系统油液及外界环境等。当其中一些微小方面受到影响,整个液压系统的性能发挥就会受限或无法正常运行。本文结合“电液比例综合试验台研发”的项目,以电液比例转速控制系统为研究对象,并运用系统建模仿真软件AMESim对整个液压系统进行建模和仿真分析,运用正交试验法对起主要作用的液压元件进行分析,而后又运用遗传算法分析优化液压系统中PID控制器的相关参数。通过理论仿真模型与物理实验获取的特性曲线的对比,分析产生偏差的内在与外在影响因素。本文主要完成以下研究工作并取得一定成果: (1)分析电液比例转速控制系统的组成及其工作原理,运用功率键合图完成整个系统模型的搭建,分析液压系统中各流能与势能的流向,明确优化方向。 (2)基于AMESim的电液比例转速控制系统的仿真技术进行建模与仿真分析,研究对系统的动态性能。 (3)对电液比例转速控制系统试验台进行分析,详细介绍其工作原理及控制器的调节原理,通过对试验得出的性能曲线的分析,研究控制器各参数的作用,并与仿真曲线进行对比分析,验证了计算机仿真技术的正确性。 (4)运用正交实验法对起主要作用的液压元件参数如弹簧刚度、节流阀口直径等进行分析研究。同时,运用遗传算法对PID控制器中的相关参数进行分析优化,从而使液压系统的快速性、准确性和稳定性得到显著提升。 在整个设计过程中,采用计算机仿真技术对电液比例转速控制系统进行分析与优化。计算机仿真技术在减少物理实验投入的基础上,可为液压系统的设计及优化提供支持。论文工作为今后的相关产品开发及创新带来指导意义。


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