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电液伺服跑偏控制系统设计_自动化专业论文范文

发布时间:2015-01-23 来源:人大经济论坛
自动化专业论文范文 目 录 前 言 3 1 绪 论 5 1.1 液压伺服控制系统的组成 5 1.2 液压伺服控制的分类 6 1.2.1按系统输入信号的变化规律分类 6 1.2.2按被控物理量的名称分类 6 1.2.3 按液压动力元件的控制方式分类 7 1.2.4 按信号传递介质的形式分类 7 1.3 液压伺服控制的优缺点 7 1.3.1 液压伺服控制的优点 7 1.3.2 液压伺服控制的缺点 8 1.4 电液伺服控制系统的发展概况 8 2 设计要求及方案的选择 11 2.1 设计要求 11 2.2 方案选择 11 2.2.1方案一:机、液型带钢跑偏控制装置 11 2.2.2方案二:电、液型带钢跑偏控制装置 13 3 电液伺服系统的分析 15 3.1 液压控制元件电液伺服阀的分析 15 3.1.1 电液伺服阀的组成 15 3.1.3 电液伺服阀(理想零开口四边滑阀)的静态特性 15 3.1.4 电液伺服阀(力反馈伺服阀)的传递函数 17 3.2 液压执行元件液压缸的分析 19 3.3 电液伺服系统的数学模型 22 3.4 电液位置伺服系统的特点 23 3.5 电液位置伺服系统的设计原则 23 3.5.1 确定主要性能参数的原则 24 3.5.2 确定参数间适当的比例关系 25 3.5.3 应考虑的其它因素 27 4 液压动力元件的静、动态计算及分析 28 4.1 液压动力元件的静态计算 28 4.1.1 确定供油压力 28 4.1.2 根据负载轨迹或负载工况确定、 28 4.1.3 选择电液伺服阀 30 4.2 液压动力元件的动态分析与计算 31 4.2.1 求取液压缸和伺服阀的传递函数 31 4.2.2 绘制系统方块图 32 4.2.3 根据系统精度或频宽要求初步确定开环增益 32 5 系统的校正 34 5.1 修改动力机构参数,改善系统性能 34 5.1.1 确定活塞面积 34 5.1.2 重新选择伺服阀 34 5.1.3 系统稳定性和动态特性核验 35 5.1.4 计算各项稳态误差 37 5.2 系统的校正 38 5.2.1 校正系统的动态分析 38 5.2.2 校正后系统的误差 39 6 液压能源参数选择 41 7 系统的仿真 42 7.1 系统PID控制器对系统特性的影响 43 7.2 液压缸阻尼比对系统特性的影响 45 7.3 液压缸活塞面积对系统特性的影响 46 7.4 无阻尼液压固有频率对系统特性的影响 48 8 结论 50 参考文献 51 前 言 随着20世纪自动化技术的巨大进步,自动控制理论得到不断地发展和完善。本文正是针对设计任务,通过设计方案的分析比较之后,选择电液控制系统来设计此次任务。 本文首先介绍了液压控制的一些基本概念,对研究对象和任务作出了整体的介绍,并简述了液压控制技术的发展史。然后在明确设计要求的情况下,对设计任务进行分析。通过机液伺服跑偏控制系统和电液伺服跑偏控制系统的分析对比,最终选择了电液伺服跑偏控制系统的设计方案,从而进入本课题研究要点。 接着本文对电液伺服跑偏控制系统做了具体的设计,先是对电液伺服机构进行了分析,得出了电液伺服系统的数学模型,进而分析了其特点。接着又对系统做了静、动态计算及分析,确定了供油压力,选取了伺服阀,并求取了各元件的传递函数,绘制了系统方块图,得出系统的各个参数。 然后还要对系统进行校正,得到更为优良的设计参数,使系统更加完善,以进一步提高系统的性能。最后利用了先进电脑仿真技术MATLAB对所做的系统进行仿真,通过改变系统的各个参数进行分析、比较,从而可看出系统的各个参数对系统的响应速度和稳定性的影响, 本论文在王老师的悉心教导之下,通过研读各著作期刊,经过多次的修改。由于作者水平有限,论文中难免出现点差错,恳请读者指正。
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