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减摇鳍电液负载仿真台控制系统的分析设计
| 论文题名： | 减摇鳍电液负载仿真台控制系统的分析设计 |
| 关键词： | 减摇鳍;电液;负载仿真台;控制系统;滑模变结构控制;控制器;加载过程;多余力;算法设计;半实物仿真系统;被动式;指数趋近率;力伺服系统;数学模型;受控对象;频域方法;频率特性;控制领域;控制方法;控制单元 |
| 摘要： | 减摇鳍电液负载仿真台是一种在实验室条件下模拟减摇鳍受到的动态载荷的设备。高性能的减摇鳍电液负载仿真台可以缩短减摇鳍的研发周期,提高系统开发设计的可靠性和成功率。被动式电液负载仿真台的研究一直是液压控制领域的前沿课题,它是一个典型的力伺服系统,从控制的角度看,它又是一个强耦合,时变受控对象,其研究难点在于如何尽可能减小减摇鳍运动对电液负载仿真台系统引起的多余力影响。 本文首先建立了减摇鳍和电液负载仿真台系统的数学模型,并采用频域方法对电液负载仿真台系统的频率特性和主要参数对电液负载仿真台系统的影响进行了分析研究。在此基础上,针对减摇鳍电液负载仿真台系统对频宽要求不高,而对加载力要求很大的特点,采用PID控制器,分别对仿真台的主动加载、被动加载的特性进行了仿真分析,结果显示,系统在进行被动式加载时具有较大的多余力。然后对系统被动加载时启动过程、换向过程及其正常工作时的多余力特性及其产生的原因进行了分析,为控制器的改进设计提供了依据。 针对传统控制方法的缺陷,选用了对参数变化及扰动不灵敏、鲁棒性强的滑模变结构控制算法设计了电液负载仿真台系统的滑模变结构控制器,并采用指数趋近率法抑制滑模变结构控制中的抖振。仿真结果显示该控制器能够很好的减少被动加载过程中的多余力。 最后对减摇鳍电液负载仿真台的控制系统进行了设计。利用Matlab软件中的xPC工具箱搭建了减摇鳍负载仿真台半实物仿真系统,并对控制单元的功能进行了验证。 |
| 作者： | 王仁政 |
| 专业： | 控制理论与控制工程 |
| 导师： | 吉明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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