详情

原文传递转向节台架试验机控制方法研究

论文题名：	转向节台架试验机控制方法研究
关键词：	转向节台架试验机;电液伺服;多余力;前馈补偿
摘要：	转向节台架试验机是一种地面半实物仿真设备，它能够在实验室条件下模拟转向节在实际工况中所受到的外界交变载荷，从而检测出转向节的疲劳寿命，因此转向节台架试验机对载荷谱的复现精度将直接影响检测结果的可靠性，最终影响汽车驾驶人员的安全。然而，转向节台架试验机四轴电液负载模拟系统之间的耦合关系所产生的位置干扰，以及电液伺服系统的非线性时变因素，都对系统的动态加载控制带来了极大的挑战。　　论文依托于某锻造公司的转向节耐久性试验台项目，以转向节台架试验机四轴电液负载模拟系统为研究对象，为提高系统加载精度和满足其技术要求，提出了包含自适应PID控制器和前馈控制的复合控制策略，并通过Simulink仿真与试验研究对该策略的控制效果进行了验证。　　首先，介绍了转向节台架试验机四轴电液负载模拟系统的结构组成、工作原理和技术要求，建立了单轴加载系统的数学模型；分析了来自多轴之间耦合干扰产生多余力的原因，针对多余力和电液伺服系统中非线性时变因素影响系统加载精度的问题，对转向节台架试验机的控制方案进行了讨论，确定了包含自适应PID控制器和前馈控制的复合控制策略。　　其次，根据增量式PID原理对复合控制策略中的RBF-单神经元PID控制器进行设计。通过仿真分析发现神经网络对初始参数选取敏感的问题，应用人工鱼群算法和变学习速率算法对控制器进行改进，提高了控制器的稳定性和加载精度。　　再次，根据结构不变性原理对复合控制策略中的前馈控制补偿环节进行设计，应用了谱序列变换的FFT算法对位置干扰进行精确分析，补偿环节根据分析结果计算得出补偿信号；针对补偿信号与理想值之间存在相位差的问题，设计了BP神经网络相位修正算法对补偿环节的相位进行在线修正。　　最后，对复合控制策略进行了多种工况下的仿真分析和试验研究，验证了该策略的有效性，证明了系统的加载精度达到了设备的技术要求。
作者：	王斌
专业：	精密仪器及机械
导师：	杨练根
授予学位：	硕士
授予学位单位：	湖北工业大学
学位年度：	2022