開題報(bào)告-電液比例同步系統(tǒng)特性仿真與算法研究

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1、研究生學(xué)位論文開題報(bào)告電液比例同步系統(tǒng)特性仿真與算法研究學(xué)位級(jí)別碩士學(xué)科專業(yè)機(jī)械制造及其自動(dòng)化姓名高施琛指導(dǎo)教師邢科禮入學(xué)年月2012.9填表日期2014年1月8日目錄題目：電液比例同步系統(tǒng)特性仿真與算法研究11.課題背景及研究目的11.1課題來源11.2課題背景12.國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀22.1國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀23.主要研究?jī)?nèi)容、研究方法33.1研究?jī)?nèi)容33.2研究方法54.預(yù)計(jì)困難和決策64.1預(yù)計(jì)困難和決策65.預(yù)期結(jié)果及創(chuàng)新點(diǎn)65.1預(yù)期結(jié)果65.2創(chuàng)新點(diǎn)76.論文工作計(jì)劃77.主要參考文獻(xiàn)78題目：電液比例同步系統(tǒng)特性仿真與算

2、法研究1.課題背景及研究目的1.1課題來源自選。1.2課題背景在液壓傳動(dòng)與控制中，能夠接受模擬式或數(shù)字式信號(hào)，使輸出的流量或壓力連續(xù)成比例地受到控制，都可以稱為電液比例控制系統(tǒng)。隨著現(xiàn)代機(jī)械加工業(yè)和航天航空技術(shù)的發(fā)展，越來越多的各類金屬加工設(shè)備、冶金機(jī)械、工程機(jī)械及航天與航空驅(qū)動(dòng)裝置等高精度的同步驅(qū)動(dòng)技術(shù)的需求也愈加迫切。與其他驅(qū)動(dòng)方式相比，液壓同步驅(qū)動(dòng)方式具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、組成方便、易于控制和適宜大功率場(chǎng)合等的特點(diǎn)。隨著現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展，電液比例技術(shù)已廣泛應(yīng)用于精度要求較高的機(jī)械加工、冶金和裝備制造等行業(yè)。在這些行業(yè)中，許多液壓

3、設(shè)備都需要實(shí)現(xiàn)精確的同步控制，以獲得精密的工件和完成精細(xì)的工作，而采用電液比例閥組成的閉環(huán)控制系統(tǒng)就能很好的實(shí)現(xiàn)精確的同步控制。綜上所述，對(duì)電液比例同步系統(tǒng)的研究有著很重要的現(xiàn)實(shí)意義和時(shí)代背景。1.3研究目的目前，液壓同步驅(qū)動(dòng)在航天航空和機(jī)械加工等裝置中應(yīng)用越來越廣泛。然后由于液壓同步系統(tǒng)中元件加工精度、性能及裝配精度以及液壓同步系統(tǒng)的非線性和時(shí)變性等因素影響，保證高精度的同步具有一定難度。故同步控制系統(tǒng)的關(guān)鍵是價(jià)格、高同步精度問題。因此，如何開發(fā)、研制出高精度、價(jià)格合理的同步控制系統(tǒng)就成為工程技術(shù)人員普遍關(guān)心和研究的熱點(diǎn)問題之

4、一。由于電液伺服器件的價(jià)格過于昂貴，對(duì)油質(zhì)要求十分嚴(yán)格，控制損失（閥壓降）較大。使伺服技術(shù)難以更廣泛的工業(yè)應(yīng)用所接受。在很多工業(yè)場(chǎng)合，要求有一般的高質(zhì)量的控制手段，卻并不要求太高的控制精度或響應(yīng)性。現(xiàn)代工業(yè)的迅猛發(fā)展，要求開發(fā)一種廉價(jià)、節(jié)能、維護(hù)方便、控制精度和響應(yīng)特性均能滿足工業(yè)控制系統(tǒng)實(shí)際需要的電液控制技術(shù)。課題搭建電液比例同步系統(tǒng)模型，利用Matlab/Simulink進(jìn)行仿真，分析其靜態(tài)與動(dòng)態(tài)特性，利用Matlab編寫控制算法，分析運(yùn)用不同算法的條件下其響應(yīng)特性。課題的研究，將有助于對(duì)電液比例同步系統(tǒng)的模型分析、算法優(yōu)化

5、，從而對(duì)開發(fā)一種滿足現(xiàn)代工業(yè)控制系統(tǒng)實(shí)際需要的電液比例同步系統(tǒng)有著積極的作用。82.國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀2.1國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀液壓同步控制策略分為剛性連接控制法和柔性控制法，是整個(gè)同步系統(tǒng)必不可少的部分。剛性控制技術(shù)誤差較大，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)較少采用，主要介紹一下柔性連接控制法，主要包括開環(huán)同步控制和閉環(huán)同步控制。開環(huán)同步控制技術(shù)包括以下幾種類型：（1）通過剛性聯(lián)接的同步回路。這種同步回路是用剛性梁、齒輪及齒條等機(jī)械零件，使兩個(gè)油缸的活塞桿之間剛性的運(yùn)動(dòng)聯(lián)系來實(shí)現(xiàn)位移的同步。同步精度取決于機(jī)構(gòu)的剛性。但只適于同步距離近、負(fù)載差別小的場(chǎng)合，否則

6、可能會(huì)發(fā)生卡死現(xiàn)象。（2）采用多頭泵的同步回路。選用多頭泵來實(shí)現(xiàn)多缸同步控制，優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，精度較高，控制精度可在1%左右，缺點(diǎn)是液壓管路布置復(fù)雜。（3）采用調(diào)速閥的同步控制回路。選用節(jié)流閥來保證多缸的同步控制。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以單個(gè)缸進(jìn)行手動(dòng)控制和調(diào)節(jié)。缺點(diǎn)是操作復(fù)雜。（4）使用分流集流閥的同步回路。使用分流集流閥的同步回路，使兩油缸在承受同一負(fù)載時(shí)仍能獲得相等的流量而實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)速度的同步，其液壓系統(tǒng)簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，采用國(guó)產(chǎn)的閥該方案的同步控制精度在5%左右，國(guó)外的閥在3%左右，另外這種方案同時(shí)只能控制兩個(gè)缸同步。小結(jié)：以

7、上方案的特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉，動(dòng)態(tài)特性差，一旦出現(xiàn)不同步，不能進(jìn)行調(diào)整，不能消除或抑制對(duì)高精度同步的不利因素的影響。閉環(huán)同步控制技術(shù)包括以下幾種類型：（1）應(yīng)用電液比例閥的同步回路。電液比例閥造價(jià)較低、抗污能力強(qiáng)、性能良好，所以被廣泛應(yīng)用于系統(tǒng)頻率響應(yīng)適中且需要較高同步精度的場(chǎng)合。其控制精度取決于位移傳感器的檢測(cè)精度及比例閥的響應(yīng)特性，理論上沒有累計(jì)誤差。（2）應(yīng)用電液伺服閥的同步回路。電液伺服系統(tǒng)是一種以液壓動(dòng)力元件作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，根據(jù)負(fù)反饋原理，使系統(tǒng)的輸出跟蹤給定信號(hào)的控制系統(tǒng)。它不僅能自動(dòng)、準(zhǔn)確、快速地復(fù)現(xiàn)輸入信號(hào)的

8、變化規(guī)律，而且可對(duì)輸入量進(jìn)行變換與放大。伺服閥的精度高、響應(yīng)快，由它組成的液壓同步閉環(huán)控制系統(tǒng)不僅具有較高的響應(yīng)速度，而且同步控制精度高。小結(jié)：閉環(huán)液壓同步控制技術(shù)則與開環(huán)同步相比優(yōu)越很多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。由于電液比例位置控制系統(tǒng)是一種典型的非線性、時(shí)變性系