王长陶[1]2002年在《基于可拓控制策略的材料试验机电液比例控制系统的研究》文中研究说明论文根据目前国内外材料试验机控制系统的现状，确立了“基于可拓控制策略的材料试验机电液比例控制系统的研究”这一研究课题，围绕材料试验机电液比例控制系统这一研究对象，进行了具有创新性、基础性、工程性及系统性的研究工作，获得了许多重要结论。 针对国内外材料试验机主要采用电液伺服控制系统，存在能耗大、温升、成本高、维护困难等问题，本课题提出了基于可拓控制策略的材料试验机电比例负载适应控制系统这一新型研究方案，通过开发新型试验机主机系统、液压缸系统、数字式微小流量电液比例流量阀及电控系统，实现了材料试验机电液比例负载适应控制，为我国材料试验机自动控制系统的产业化打下了基础。 针对国内材料试验机存在控制测量精度低、稳定性差，而国外试验机测量控制系统结构复杂、成本高、维护使用困难等问题，本课题研究开发了一种基于ISA总线的高性能、低成本的全数字式材料试验机测控系统，该测控系统的各项技术指标均达到并超过了国外先进同类产品的性能指标，对我国高性能材料试验机行业的发展具有重要意义。 针对试样刚度变化对负载刚度的影响问题，进行了负载刚度变化对控制系统影响的理论分析和仿真研究，从理论上分析了材料拉伸试样进入屈服阶段时试验过程产生震荡的原因，并研究开发了相应的可拓智能控制策略的解决办法，解决了国内外材料试验机工程界长期未解决的问题。 针对目前国内外材料试验机适用范围窄，各种控制方式不能灵活组合等问题，论文首次总结并提出了一套适合整个试验机行业的控制方式及约束推理条件，首次提出了一种新型CAPIES软件结构设计方法，实现了各种控制模式之间平滑、稳定切换，扩大了材料试验机的适用范围，为整个试验机行业的自动控制系统的设计提供了依据和参考。 本课题首次提出了一种基于图形库的测量器具动态特性求解新方法，该方法可以克服测量器具物理建模和数学建模时的相关误差，具有简便易行，准确度高，适用范围广等特点。可用于各种测量器具及各种控制系统的动态特性求解。 全文分八章。 第一章阐述了研究意义以及目前国内外材料试验机技术现状，介绍了材料试验机的基本组成及应用场合，分析了材料试验机的主要特点、典型控制方案和目前存在的问题。最后提出了作者的研究方案及方法。 第二章介绍了材料试验机负载适应控制系统的总体设计方案，详细介绍了本课题研究开发的主机系统、液压控制系统及电控系统。 第叁章给出了材料试验机负载适应控制系统的数学模型，并针对不同的负载类型，对试验力控制系统、位置控制系统及变形控制系统进行了详细的理论分析及计算机仿真，并对理论分析和仿真结果作了讨论和总结。 第四章介绍了材料试验机CAPIES软件系统，详细介绍了CAPIES软件的组成原理和实现方法。 第五章介绍了可拓智能控制的原理，在此基础上，给出了材料试验机负载适应控制系统的可拓智能控制策略，实验证明，这种新型控制策略能够解决材料试验机结构参数变化问题，并能够实现各种控制模式之间的平滑切换。 第六章介绍了本课题的实验及结果，大量的实验证明，本课题的设计方案是完善而先进的，可拓控制策略的引入进一步提高了系统的控制性能及鲁棒性，CAP工ES软件系统的设计使得试验机能够适应各种不同的试验标准，大大提高了系统的适用性，具有较高的工程应用价值。 第七章提出了一种基于图形库的测量器具动态特性求解方法，该方法利用图象处理技术与识别技术首先将测量器具实验曲线与图形库中的标准曲线相比较，得到与实验曲线相匹配的标准特性函数，然后改变标准特性函数中参数，逐次迭代计算与实验曲线的相关函数，直至大于规定阂值，从而给出表示测量器具动态特性的算子表达式。该方法准确度高，适用范围广，适合于计算机自动求解各种不同系统的动态特性。 第八章对课题进行了总结和展望，给出了论文的研究成果，指出了进一步研究方向。
张将府[2]2007年在《万能材料试验机电控系统的研究与部分实现》文中研究表明论文针对常见的材料试验机电液伺服控制系统存在的问题，比如，负载刚度的变化、系统模型参数的时变、滞后非线性因素以及易受负载、油压变化等展开研究。论文以电液比例控制液压万能试验机为具体对象，在详细分析其工艺工况的基础上，给出了系统的物理和数学模型；着重就惯性负载、弹性负载不同的负载特性工况，对位置、变形、试验力控制系统进行了建模，并分析了它们的动静特性，指出影响系统精确性、快速性、稳定性的因素，并提出相应的解决办法；然后，论文推出了以工控机为控制核心的电液比例试验机控制系统；编写了电液比例控制液压万能试验机的部分工业控制软件，通过所编软件可实现：参数的初始化设置，试验材料测试方案的设计与保存，试样信息的录入、保存、修改和激活，力学性能参数和材料特性曲线的实时显示，自动程控方式下的编程，数据库管理和报表打印等功能；整个软件方案设计具有界面友好、操作方便、功能齐全等特点。文章最后，针对该试验机的非线性、材料特性参数的时变性，依据材料力学试验理论，在不同的试验阶段采用了PID控制和模糊控制相结合的控制方法，并经MATLAB仿真，结果表明：所设计的以工控机为控制核心的电控系统是有效的。
佚名[3]2011年在《自动化技术、计算机技术》文中进行了进一步梳理TP112011011954一般成本环境下分散式多工厂资源调度/陈胜峰,蔚承建(南京工业大学信息科学与工程学院)//信息与控制.―2010,39(5).―640～645.研究多工厂一般成本结构特征,即工厂含有固定成本和单位成本,提出了一种分散式多工厂资源调度方法,该方法使用基于连续双向拍卖市场机制的ZI2策略。ZI2策略是一种包含价格和数量的二维报价策略,agent采用该策略在给定价格范围内随机提交报价。模拟实验结果验证了ZI2策略可以实现较高的调度效率,整体平均效率达到90%。图2表8参10
张超[4]2012年在《大型船用构件力学性能测试平台测控系统研究》文中研究说明大型船用构件力学性能测试平台是一种多功能、高精度的测试用拉力试验机，能够实现对应急拖带、链类、绳索类等多种船舶构件的力学性能测试。本课题根据测试平台的自身特点和相关技术要求，结合国内外关于试验机测控系统的研究现状，对测试平台测控系统进行了研究。平台测控系统采用伺服阀和溢流阀联合控制构建电液伺服液压系统，运用数据采集卡结合分布式输入输出模块实现了系统硬件设计，运用VB实现了人机交互，使系统能够平稳完成平台测试过程控制和数据分析工作，满足了平台多功能、高精度的设计要求。本文的主要内容包括：1.以平台测控系统为研究对象，运用现代控制理论对测控系统进行了理论建模，并对系统加载性能进行了分析研究。通过对惯性负载和弹性负载情况下的位移控制和力控制分析，提出了通过伺服阀结合比例溢流阀提高系统加载性能稳定性的实现方法。2.对系统双阀控制下压力补偿和流量补偿性能进行分析，对系统双阀控制精度进行了验证，同时运用PID控制调节功能仿真验证了系统双阀反馈补偿性能的稳定性，保证了系统控制精度。3.以国内外试验机测控系统典型控制方法为基础，结合对平台测控系统的理论分析和自身特点，以平台机械结构设计特点和测试过程功能实现为出发点，对平台测控系统的总体设计方案进行了研究。4.以测控系统总体设计方案为框架，结合系统相关设计要求，综合考虑，对系统液压动力部分进行了设计研究，运用分布式模块控制方法实现了系统硬件结构设计，通过VB语言实现了人机交互和测试数据分析。5.基于系统理论研究工作，对测控系统进行现场调试，总结了系统调试流程，对平台测试全过程进行实际控制操作，验证了测控系统的可行性和实际应用价值。
陈伟珂[5]2013年在《地铁施工灾害预警系统的研究》文中指出本论文通过集成地质勘测信息和国家标准信息、施工信息，结合预警系统的相关理论，最终构建一套完整的地铁施工灾害预警系统为目标。为实现这个目标展开了地铁施工灾害预警系统的研究，拟解决的关键问题是地铁施工灾害风险的识别、警兆监测指标的建立、指标阈的划分、警情可控度定量化问题、应急预案的分级，为解决论文的关键问题采用了关联规则、可拓理论、FMEA等先进的研究方法，从而实现风险的有效识别、建立地铁施工灾害事故类型与施工风险源间的关联性、构建一套相对完整的风险监测指标，确定指标阈、计算警兆监测指标的关联度和可拓阈、确定警情的警度和可控度、对预警和应急两个阶段的预案进行详细分级，提出了每级预案资源需求清单，明确了应急资源配置的种类和强度，完成了预案的输出，将所有的研究成果融入到系统设计中，最终建立了一套地铁施工灾害预警系统。本论文从叁大子系统的研究着手，分别是警兆输入子系统、警情判断子系统、警情预案输出子系统。将叁大子系统各个功能整合从而实现了地铁施工灾害预警监测系统的构建。在警兆输入子系统主要建立一套完整的地铁施工实时动态监控手册，基于人-机-环境-管理四个维度，基于关联规则建立地铁施工事故类型与施工风险源的关联性，构建了一套相对完整的风险监测指标；在警情判断子系统主要运用可控关联函数，计算出关联度和可拓阈，最终针对关联度确定了警情的警度及可控度；在警情预案输出子系统选取警兆输入子系统建立的警兆监测指标作为研究对象，用FMEA方法识别出常见的故障模式，并根据故障可能带来后果的严重程度和可控程度，将预案进行详细分级，列出应急资源的配置清单，明确资源的种类和强度大小，最大限度地降低故障发生概率或损失。地铁施工灾害预警系统通过运行表明，本论文预警系统设计原理清晰，警兆输入子系统、警情判断子系统、警情预案输出子系统所采用的后台关键技术都能够较好的与计算机信息技术相匹配的，整个系统在警兆指标后台数据库、可拓诊断模型后台数据库、预案库的支撑下，能够快速的计算警兆指标间的关联性、警度、可控度，从而快速启动预案。
任昌山[6]2008年在《数字式自适应动态电液疲劳试验机的研究与实现》文中研究指明本文以广泛应用于航空航天、国防军工、铁路装备、机械制造、车辆船舶、冶金矿山、建筑建材、石油化工、塑料橡胶、电线电缆等多个领域的电液疲劳试验机为研究对象,以电液伺服控制技术和计算机控制技术为基础,旨在研究高响应、高静态精度、高动态精度、数字化、载荷自适应的疲劳试验机。本课题在广泛阅读相关文献的基础上,对液压系统与控制系统进行了设计、选型与制造,并对系统进行了试验研究。首先,在对疲劳试验机系统进行了分析的基础上,根据负载匹配的方法对液压动力机构和能源系统进行了设计与选型。研究了伺服阀的动态特性、阀控非对称液压缸系统的动力机构模型、附加干扰力的影响以及系统静差,继而建立了位置控制系统和力控制系统的数学模型,并在此基础上计算系统相关参数,对系统进行了仿真研究,进一步分析了系统的稳定性和可控性。其次,完成了控制系统的硬件和软件设计工作。确定了基于计算机和数据采集卡的控制器方案,设计了相关的外围电路和数字滤波器。采用了图形化编程语言LabVIEW编写了控制软件,完成了图形用户界面的设计,又研究了基于MATLAB/xPC的系统实时开发环境的使用方法,在Simulink外部模式下实现了对试验机的有效控制。通过对控制系统的试验研究,验证了系统的合理性和有效性,证明了硬件选型、设计以及软件编程的正确性,达到了设计要求。最后,文章还介绍了系统的自适应控制策略。重点研究了自寻优控制方法和零点自动整定方法,以及控制过程中位置控制与力控制相互切换的关键技术。
王婷[7]2017年在《电液伺服试验机负载刚度自适应控制方法研究》文中认为电液伺服试验机可以对试件进行性能测试试验,在对其进行动静态分析、设计、控制策略及仿真研究时,由于被测试件不同,控制系统的理论模型是变化的。试验机电液伺服系统的动态特性能,根据负载情况、控制量的不同而有差别。在弹性负载的情况下,尤其是力控制系统,被测试件刚度变化对电液伺服试验机的性能影响起主导作用。本文以电液伺服试验机弹性负载加载力控制系统为研究对象,针对测试过程由于被测试件不同,控制系统的理论模型变化的问题,提出了具有最小节拍响应的模型参考自适应控制的解决方案。该控制器通过设置合适的可调参数,当被测试件发生变化时,电液伺服试验机的实际输出能很好的跟踪参考模型的输出,使得系统达到快速的响应,超调量为2%,减弱了刚度变化对系统动态性能的影响。本文的主要内容包括:(1)以电液伺服试验机为研究对象,通过系统总体分析,对由于被测试件刚度变化而系统性能变化大的弹性负载加载力控制系统进行理论建模,在此基础上定性的分析了被测试件刚度不同对系统性能产生的影响。(2)针对电液伺服试验机中变刚度问题,提出了模型参考自适应控制策略,并对利用输入-输出的模型参考自适应控制系统进行描述,基于Lyapunov稳定性理论分别对被控对象相对阶数为1和2时的自适应控制器结构、参数自适应调节规律、自适应控制规律及控制算法进行详细推导。(3)对本文中所用到的电液伺服试验机主要组成部分进行参数确定,得到了控制系统传递函数的具体结构形式,同时选取5组不同被测试件的刚度值带入,定量分析了刚度不同对系统动态性能的影响,并通过常规PID控制器对控制系统进行仿真校正。(4)基于最小节拍响应系统及严格正实函数的原则,选取具有最小超调量,快速响应的叁阶最小节拍控制系统作为参考模型,并依据电液伺服试验机控制系统传递函数的结构形式,利用MATLAB/Simulik建立相对阶数为1的模型参考自适应控制系统的仿真模型,通过阶跃信号和正弦信号输入对模型实行对比仿真试验。(5)通过控制系统硬件及软件设计,搭建10KN电液伺服试验机模型参考自适应平台,并进行现场调试试验,验证所采用的基于最小节拍响应的模型参考自适应控制器解决了电液伺服试验机中变刚度问题,具有良好的有效性及可行性。
彭壮[8]2015年在《伺服直驱泵控注塑机系统仿真与实验研究》文中进行了进一步梳理近几年,绿色节能环保的可持续发展政策在我国一直得到相当程度的重视,这也推进了我国节能减排技术的进步。逐步提高能源利用率,降低单位产值和单位产品的能耗,促进国民经济向节能环保高效的经济模式转变已经成为国家大力着手实施的政策。目前的注塑机械朝着高效、节能、高速高精度、低噪音和高自动化方向发展,伺服直驱泵控注塑机作为一种集液压注塑机的高效率和全电动注塑机的高速高精度的优势于一体的新机型,已然成为塑机行业中一种必然的发展方向。本文对伺服直驱泵控注塑机伺服控制原理及其控制策略展开仿真与实验研究,主要应用多学科领域复杂系统建模仿真平台AMESim建立交流永磁同步电机磁场定向控制和伺服直驱泵控注塑机速度和压力闭环控制系统的仿真模型,仿真并分析得出伺服直驱泵控系统优越的速度与压力响应特性及其节能性能,并且将伺服直驱泵控系统应用到某企业传统注塑机节能改造上,大大提升了注塑机的生产性能和节能减排特性。文章主要包括以下几个方面的内容：(1)结合注塑机的发展历程、国内外研究现状和伺服直驱泵控控制系统的特点进行了详细分析,针对以往研究伺服直驱泵控注塑机模型简化不够全面的问题,提出一种应用AMESim对伺服直驱泵控注塑机系统进行建模仿真的新方法。(2)阐述了注塑机伺服直驱泵控系统的原理,以永磁同步电机作为伺服直驱泵控注塑机的伺服电机,通过建立数学模型,研究其磁场定向控制方式。然后,对伺服直驱泵控液压系统及其速度、压力控制策略进行详细分析。(3)通过AMESim对伺服直驱泵控注塑机系统的电机驱动控制及其液压系统速度和压力控制这一完整的系统进行建模仿真,获得了液压系统流量与压力控制特性和伺服电机的电流、力矩和速度响应曲线。仿真结果与实验对比验证了模型的正确性,并针对合模阶段进行仿真分析,得到并分析了合模阶段的控制情况。(4)对伺服直驱泵控注塑机节能机理进行分析,并在传统注塑机上进行伺服节能改造,实现了液压系统的伺服控制,并大大提升了改造前的注塑机的生产性能和节能特性。本文的研究工作对进一步研究伺服直驱泵控注塑机系统有着重要意义,伺服控制是整个注塑机的节能环节的关键,能有效降低生产能耗。控制策略的改善和控制器精度的提高也将对注塑机整个控制性能和可靠性提供更好的保障,为伺服直驱泵控注塑机的发展提供强大的技术支持。
贾文昂[9]2010年在《2D阀控制电液激振器及在疲劳试验系统中的应用研究》文中提出疲劳试验是现代工程技术领域中的一项基本试验,也是工业产品研发的重要手段,工业生产中的各种材料、零部件、构件以至整机都需要经过疲劳试验才能确定它们的力学性能和预期的寿命周期。电液疲劳试验机是进行重载疲劳试验的关键设备。随着现代工业和航天航空技术的发展,对电液疲劳试验机的试验频率提出了更高的要求,但现有的电液疲劳试验机的激振频率受激振器中电液伺服阀频率特性的限制难以提高,为此提出了双自由度阀(简称2D阀)控制液压缸驱动活塞实现电液高频激振的新方案。在2D阀中,阀芯具有周向旋转和轴向滑动双自由度。当2D阀阀芯连续转动时,阀芯台肩上沟槽和阀套上窗口的特殊几何结构布置使得液压缸两腔内的油液压力发生交替变化,驱动液压缸活塞来回往复运动,对试验对象实施交变载荷的疲劳试验。液压缸活塞的振动频率和幅值分别由2D阀阀芯的转速和轴向滑动控制,同时还并联了一个伺服阀对活塞位移的偏置进行控制,实现对频率、幅值和偏置的独立控制。由于2D阀阀芯为惯性很小的细长结构,又处于油液很好的润滑环境中,因此很容易通过提高阀芯转速来实现高频激振。论文的主要研究工作和成果如下:1、针对传统的电液激振器的激振频率受电液伺服阀频响限制难以提高的现状,提出了2D阀控制电液激振器的方案,以实现在5~200Hz的频率范围内对试验对象实施疲劳加载,并保持频率、幅值和偏载能独立地进行闭环或开环控制。2、在分析2D阀控电液激振器工作原理的基础上,建立2D阀控电液激振器的数学模型,应用四阶龙格-库塔法编制数值仿真程序求解活塞位移波形和偏离正弦波的失真度曲线,结合2D阀对液压动力机构的运动过程进行讨论。3、针对2D阀控电液激振器的频率、幅值和偏置独立控制并相互耦合的特性,提出采用解耦控制方法对其进行解耦控制研究。在分析2D阀控电液激振器的解耦控制原理的基础上,应用数值仿真程序,求解出不同激振频率下,2D阀阀芯轴向滑动与活塞位移幅值之间的变化曲线、并联伺服阀阀芯轴向滑动与活塞位移偏置之间的变化曲线以及幅值和偏置间的耦合特性,并给出系统的幅频特性曲线以研究幅值随激振频率的变化规律。4、针对多轴疲劳试验系统中加载载荷的相位同步要求,对2D阀控电液激振器的相频特性进行研究。介绍电液四轴高频结构强度疲劳试验系统的结构组成;在分析2D阀结构的基础上,提出了2D阀控电液激振器的同步控制策略和初始相位同步控制方法,求解出2D阀控电液激振器的相频特性曲线,研究表明当激振频率在固有频率的0.048~0.870倍时,激振频率和2D阀阀芯轴向滑动对相位的影响可以忽略不计,为2D阀控电液激振器在开环控制应用于同步加载的多轴疲劳试验系统提供理论依据。5、搭建了基于2D阀控电液激振器的单轴电液疲劳试验系统和多轴电液结构强度疲劳试验系统进行实验研究。通过位移和载荷传感器测取5~200Hz频率范围内的活塞位移和输出力波形,对仿真结果进行验证。
叶文军[10]2011年在《2D高频激振阀的优化设计与实验研究》文中研究说明随着现代工业尤其是航天航空领域技术的发展,对电液激振器激振频率、输出推力和可控性等都提高了更高的要求。电液激振器性能的好坏,技术水平的高低直接影响到工业工程领域技术的进步和发展。为了进一步提高2D阀控电液激振器的性能,本文对其关键元件—2D高频激振阀及其控制方式进行了优化设计,解决了原2D阀存在的结构复杂、可控性差、激振频率仍有限以及零位难以调整等问题。理论以及实验研究表明:新型2D高频激振阀的结构简单,控制精度高,激振频率可达3000HZ以上。论文的主要研究工作和成果如下:1.对2D高频激振阀的结构进行了较大的改进,降低了加工和安装难度;将2D高频激振阀阀芯沟槽以及相应的阀套窗口开设为16个,增加了阀芯旋转一周时的沟通次数以提高激振频率;采用混合式直线步进电机直接连接堵头代替偏心轮机构控制2D阀阀芯的轴向开口大小,进而控制激振器振动幅值,采用交流伺服电机以及高速齿轮箱传动机构代替液压马达驱动2D阀阀芯的旋转运动,进而控制激振器的激振频率,激振系统的可控性和控制精度都得到了提升;在混合式直线步进电机支架上设计了调零螺钉和锁紧螺母,解决了原2D阀零位难以调整的问题。2.在分析2D阀控高频电液激振器工作原理的基础上,通过四通滑阀的阀口流量方程、液压缸流量连续性方程以及液压缸与负载的力平衡方程对激振系统进行数学动力学建模,然后求解该系统的传递函数。3.对2D高频阀的理想流量特性和工作流量特性进行解析求解与仿真分析。重点研究了激振系统在随阀口面积叁角变化的情况下活塞位移和临界阀芯开口的解析求解和仿真,并对不同阀芯开口下“饱和”与“非饱和”波形进行频谱分析和失真度分析。4.在Matlab平台上应用四阶龙格-库塔法编制仿真程序求解2D阀控高频电液激振器中液压缸活塞位移,负载压力等各项相关参数,对激振系统高频段波形进行仿真分析。5.搭建实验平台和测试系统,采集2D阀控高频电液激振系统的实际激振力波形和液压缸两腔压力波形,并对其进行分析、比较及研究。
参考文献：
[1]. 基于可拓控制策略的材料试验机电液比例控制系统的研究[D]. 王长陶. 浙江大学. 2002
[2]. 万能材料试验机电控系统的研究与部分实现[D]. 张将府. 浙江大学. 2007
[3]. 自动化技术、计算机技术[J]. 佚名. 中国无线电电子学文摘. 2011
[4]. 大型船用构件力学性能测试平台测控系统研究[D]. 张超. 江苏科技大学. 2012
[5]. 地铁施工灾害预警系统的研究[D]. 陈伟珂. 天津大学. 2013
[6]. 数字式自适应动态电液疲劳试验机的研究与实现[D]. 任昌山. 北京交通大学. 2008
[7]. 电液伺服试验机负载刚度自适应控制方法研究[D]. 王婷. 江苏科技大学. 2017
[8]. 伺服直驱泵控注塑机系统仿真与实验研究[D]. 彭壮. 广东工业大学. 2015
[9]. 2D阀控制电液激振器及在疲劳试验系统中的应用研究[D]. 贾文昂. 浙江工业大学. 2010
[10]. 2D高频激振阀的优化设计与实验研究[D]. 叶文军. 浙江工业大学. 2011