基于MATLAB的电液伺服控制系统设计.docx

基于MATLAB的电液伺服控制系统设计蔡列卫导语：本文设计一种基于MATLAB的电液伺服控制系统,通过对控制器各个组成局部分析，建立了仿真试验平台系统控制器各部件的数学模型。前言液压以其重量轻、体积小、力矩大等优点得到广泛应用。但由于漏油、油液污染等因素影响，液压伺服系统中普遍存在参数时变、非线性，尤其是阀控动力机构流量非线性等现象。随着计算机技术的开展，液压传动技术开展成为包括传动、检查、控制在内的完好的技术。由于电液伺服系统具有比拟大的不确定性和干扰，给电液伺服系统提出了很高的要求。因为电液伺服系统的宏大经济效益和潜在价值，受到了液压和控制领域诸多学者的重视，并且一度成为该领域的前沿课题。由于电液伺服系统是典型的被动式力控制系统，在动态加载经过中，存在由舵机系统的主动运动引起的多余力。多余力混入加载系统，不仅严重影响加载精度，而且对其他控制性能也有不利影响，电液伺服系统的许多重要性能指标都和多余力有关。对于怎样克制多余力的问题，目前国内外学者提出和应用了各种各样的方法，其中基于构造不变性原理的多余力抑制是应用最普遍的主动消扰方式，某单位将其应用在34FM型导弹空气动力负载仿真台上，或者将其成功用于直升机旋翼加载上，还有其他用在船舶舵机和飞机起落架的加载上等，都获得了令人满意的效果。电液位置伺服系统主要是用于解决位置跟随的控制问题，其根本任务就是通过执行机构实现被控量对给定量的及时和准确跟踪，并要具有足够的控制精度。电液伺服系统的动态特性是衡量一套电液伺服系统设计及调试程度的重要指标。它由电信号处理装置和假设干液压元件组成，元件的动态性能互相影响，互相制约及系统本身所包含的非线性，致使其动态性能复杂。因此，电液伺服控制系统的设计及仿真受到越来越多的重视。1、电液系统数学模型为了推导的简洁性，在数学建模中需做适当假设。除此之外，加载液压缸与等效负载可视为刚性连接，力传感器得刚度较高，忽略其弹性变形。由于实际中需对舵机进展准确地位移的加载，其自身内部的运动和互相作用力不在研究范围之内，舵机系统以其位移的形式作为加载系统的输入，以此为根底研究电液伺服加载系统。3、MATLAB仿真常规PID控制器的调节性能取决于参数Kp，Ki，Kd的整定情况，参数整定的好，那么控制效果就好，否那么相反。参数的整定通常有两种可用的方法：理论设计法和实验确定法。通过大量的实验，选择PID参数分别为：Kp=1.1，Ki=0.2，Kd=0.01。Simulink模糊PID伺服系统仿真模型如图3所示，在Simulink运行下的仿真图如图4所示：图3Simulink模糊PID伺服系统仿真模型图4PID控制的仿真图仿真结果显示，设定参数一样的情况下，参加PID控制器实时修正PID参数，可以更好的控制被控对象。PID参数一旦固定，在时变情况下的适用性受到很大制约，通过在线自调整参数，使控制性能一直保持在最优状态下，有更好的控制精度和鲁棒性。4、结论本文研究针对电液系统被动加载时存在较大多余力及构造不变性原理难以完全补偿的问题，对整个控制系统进展了建模和仿真。建模经过与仿真结果说明，对系统建立正确的数学模型并进展分析仿真，分析系统的动态特性，可以有效地预见系统的输出，到达对系统工作状态的解析，进步了设计和分析系统的效率。利用MATLAB/Simulink仿真提供的系统的可靠性验证，该系统具有控制精度高、稳定性能好、使用方便等优点。