电液伺服模糊PID位置控制系统设计及应用

针对电液伺服系统位置控制过程中的非线性、时变性等问题,设计了基于欧姆龙CP1H PLC的模糊PID位置控制系统。将电液伺服位置控制系统的液压缸目标位移180mm分为三段分别控制,进行了模糊PID位置控制试验,并与PID位置控制试验进行了对比。模糊PID位置控制系统约3.09s达到稳态位置179.98mm,稳态误差为(-0.02)mm;PID位置控制系统约3.47s达到稳态位置179.96mm,稳态误差为(-0.04)mm。试验结果表明:模糊PID有效地降低了系统稳态误差和缩短了系统响应时间,有效地提高了电液伺服系统位置控制性能。

运用PID算法的电液伺服位置控制系统实验

为了研究电液伺服位置控制系统,搭建了泵控缸位置测试试验台,将液压缸活塞行程分为三段,采用PID算法分别对每段行程进行控制。设定液压缸目标位移值为180mm,通过不断调节每段PID参数,得到最优分段点,并进行位置控制测试研究。对液压缸位移信号和泵输出流量、压力数据进行采集并分析,发现可将位置误差控制在±0.03mm内。最高位置精度可达±0.01mm,达到目标位置时间约为2.8s。系统保压时,泵输出流量为0,无溢流损失。结果表明,采用分段PID控制方法可实现对电液伺服位置测试系统的精确性、快速性和稳定性控制,但过大的比例、积分参数会导致位移超调。

电液伺服泵控系统的速度控制实验研究

在提高电液伺服系统位置控制精度的同时,系统的响应速度也不容忽略。对试验台采用的电液伺服泵控系统进行了分析;设定目标位移为130mm,估算了系统液压缸到目标位置所需的最短理论时间;采用分段模糊PID控制策略,获得最优PID参数;设定位移前100mm为快速运动阶段,调节该阶段泵输出的流量与压力。实验结果发现,流量模拟量从3000增至6000时,运动至100mm的时间变化不明显,而当压力模拟量从1000增加至2200时,运动至100mm的时间可由1.41s缩短为0.78s,系统迟滞时间也从0.21s降至0.16s。结果表明,增大流量模拟量对液压缸速度提高的效果影响较小,而增大压力模拟量对液压缸速度提高效果的影响较为明显。

电液伺服系统滑模PID同步控制研究

为研究对称式三辊卷板机上辊两侧液压缸的同步控制问题,在原有单缸位置控制试验台的基础上,搭建了同步控制试验台。首先分析了试验台结构并进行了数学建模,然后基于建立的模型结合指数趋近律,设计了对系统参数变化及外干扰具有不变性的滑模控制器,最后在试验台上进行了同步控制试验,并对比分析了PID同步控制方法和滑模PID同步控制方法对系统的影响。结果表明,滑模控制有效提高了PID控制的同步精度,使得两缸动态误差控制在3mm/180mm之内,最终的位置误差控制在0.4mm/180mm之内。

过渡流下近壁插人圆柱瞬时流动传热特性研究

为了进一步探讨过渡流状态下,在近壁面区域插入圆柱对壁面传热强化影响的机理,本文利用基于复合网格系统的计算方法,对过渡流范围内Re=500,圆柱处于最佳插入位置,即C/D=0.6时近壁插入圆柱流场的瞬时传热特性进行数值研究。研究结果表明:在壁面附近插入圆柱能够导致圆柱下游壁面产生涡岛,而涡岛对壁面的洗刷效应正是促使圆柱下游壁面传热增强、摩擦降低的主要原因。