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http://www.jiangmenshengjiangchechuzu.com/ 佛山顺德路灯车出租,   顺德路灯车租赁,   顺德路灯车出租公司    路灯车对接新型装置及多缸同步控制
新闻分类:公司新闻   作者:admin    发布于:2020-02-064    文字:【】【】【

         佛山顺德路灯车出租,   顺德路灯车租赁,   顺德路灯车出租公司    路灯车对接新型装置及多缸同步控制.   针对路灯车三维重载对接的要求,设计了一种新型的重载对接装置,并提出了一种多缸耦合的同步控制方法,从而实现机电一体化;其耦合控制思想为某时刻输入控制器的信号不仅要考虑自己的跟随误差,还应考虑与其相邻两液压缸之间的误差;对耦合器进行设计,由于液压系统具有非线性特性,因此采用模糊PID算法获取耦合系数;通过AMESim和MATLAB联合同步仿真,并将仿真结果同主从同步控制方式进行对比,表明该方法不仅解决了因主从控制产生的位移滞后问题,避免了系统加减速时产生的波动,而且同步控制精度也得到提高。




         采用IMC-PID控制,将IMC(内模控制)引入PID控制器中,不仅可以保证参数设计的复杂性和随机性,同时也可以获得较好的鲁棒性。以上方法主要利用现代控制算法来提高同步性能,在一定程度上能优化由主从控制产生的位移滞后问题,并能保证多缸同步的稳定性。针对巨大运动惯量、复杂的非线性负载的同步系统,将运动过程分为驱动运动过程与同步运动过程,同时考虑到驱动过程与同步过程存在一定的耦合现象,对驱动过程提出了在线智能控制,通过在线检测驱动过程输出速度,设计了智能控制算法,抑制同步过程对驱动运动的干扰作用,从而达到对驱动过程的高精度控制。本文针对大型结构物三维重载对接多缸同步控制,提出了一种多缸耦合的控制方法。




         三维重载对接模型在对接过程中,为了实现3个方向的位移,该装置在动力输出中使用了两个水平方向的副液压缸和一个垂直方向的主顶升液压缸;并且其中一个副液压缸与主顶升液压缸之间采用刚性连接,使该副液压缸只能在水平面内平动,而将另一方向的副液压缸与主顶升液压缸之间采用轴承连接,形成铰链结构,使该副液压缸可在平面内绕主顶升液压缸转动;为了适应场地需求,为装置分配了3个行走机构,使装置在使用过程中更加具有灵活性。在实际工程中,由于单台装置的额定承载能力为100t,故根据对接结构的质量确定对接装置的数量。其主顶升液压缸活塞杆与负载接触点分布图,通过控制主顶升液压缸的同步运动可以实现对接结构物沿Z轴的运动以及绕X轴的俯仰和绕Y轴的翻滚运动;同理,通过控制副液压缸的同步运动可以实现对接结构物沿X轴、Y轴的运动以及绕Z轴的偏航运动。




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         三维重载对接装置液压系统, 三维重载调整装置液压系统原理。该系统采用恒压油源,电机启动后带动液压泵转动,输出的高压油经过过滤网、单向阀后分为两路,左路是行走机构的液压系统,右路为定位机构的液压系统,两部分在液压控制上是相互独立、互不影响的,各自的电磁阀专门负责进行控制,使其能按顺序工作。对于行走机构液压子系统,由于需要控制的精度不高,故采用由三位四通电磁阀、分流集流阀和行走液压缸组成的开环回路进行粗略的同步控制,保证装置移动中的平稳性。系统工作过程中,3个电液比例方向阀初始位置应处于中位,通过控制电磁阀的左右通断来实现对装置位置的调整。对于定位机构液压子系统,由于需要达到一定的对接精度,故采用由电液比例方向阀、工作液压缸和位移传感器组合成的闭环控制回路加以相应的控制算法,来实现液压杆输出位移的精确控制,并加入两个液控单向阀形成液压锁对系统保压保障安全性。




            2多缸耦合同步控制,   2.1耦合器设计耦合控制的思想最先从电机控制发展而来,主要是基于最小相关轴数控制。相邻耦合控制理论结合了滑膜控制与Lyapunov鲁棒控制,在多电机同步控制以及多机器人编队控制中具有良好的同步性和跟踪性能。将上述思想移植到液压系统同步控制中,即每个液压缸控制器的输入不仅要考虑自身的跟随误差,还应考虑与该液压缸相邻的两液压缸之间的误差。如n个液压缸,设某时刻第i个液压缸的输出位移为yi,其相邻的液压缸i-1和i+1的输出位移为yi-1、yi+1,给定的输入信号为r*,自身跟随误差ei=r*-yi,第i个液压缸和第i-1个液压缸之间的误差eii-1=yi-yi-1,第i个液压缸和第i+1个液压缸之间的误差eii+1=yi-yi+1,则可得多缸同步控制框图,通过耦合器将相邻两液压缸的误差处理后同自身的跟随误差相加输出到控制器,对电液比例方向阀进行控制形成闭环反馈。耦合器的内部框其主要思想是:将相邻两液压缸的误差经过系数修正后相加得到耦合器的输出,并输送到控制器中。由于液压系统具有非线性的特性,故不能精确地确定耦合系数值,因此本文采用模糊PID控制方法来获取耦合系数值。具体做法如下:将第i个液压缸与其相邻的两液压缸i-1和i+1的误差e和误差变化率c分别输入自己的模糊控制器,模糊控制器输出变量DKP、DKI、DKD分别为PID控制参数KP、KI、KD的增量,可以满足不同时刻的误差e和误差变化率c对PID参数自整定的要求。然后对误差e进行比例、积分、微分相加后得到相对应的耦合系数值。最终可得第i个液压缸与其相邻的两液压缸之间总的耦合误差Ki。在调节过程的起始阶段选用较小的KP,以减小各种物理量初始变化的冲击,同时为了防止系统饱和非线性影响而引起的系统超调量增加,KI应取较小值,KD应取较大值。在调节过程的中期,适当增大KP值,以提高系统快速性和动态性能,同时KI应适中,KD适当小些。在调节过程的后期,尽量减小KP,提高控制精度,同时增大KI以减小系统静差,减小KD以补偿在调节过程初期由于KD较大所造成的调节过程时间延长。即Ki=Kii-1eii-1+Kii+1eii+1.    综上所述,第i个液压缸的控制器的输入值u=ei+Kii-1eii-1+Kii+1eii+1,Kii-1分别为第i个和第i-1个液压缸之间误差的耦合系数;Kii+1为第i个和第i+1个液压缸之间误差的耦合系数。多缸耦合的控制目标就是使ei、eii-1、eii+1的值尽可能趋近于零。本装置液压缸的规定行程为0.4m,根据要求,系统同步误差不应超过2%,并且为了方便控制器的设计,将误差e控制在-6~6mm之间,同时误差变化率c控制在-6~6mm/s之内。在设计模糊PID控制器时,通过量化因子1000将误差和误差变化率映射到论域[-6,6]之间,并规定其两者的模糊集为{NB,NM,NS,ZO,PS,PM,PB};规定比例系数KP、积分系数KI、微分系数KD的模糊集为{NB,NM,NS,ZO,PS,PM,PB}。最终设计的3个参数的模糊控制规则。



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点击次数:79  更新时间:2020-02-06  【打印此页】  【关闭

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