分析與研究船用蝶閥液動執(zhí)行器在多種控制方法下的響應(yīng)特性;對.模糊控制理論進行簡單介紹,在聯(lián)合仿真平臺下,構(gòu)建液動執(zhí)行器的控制模型;在不同控制方法下,分別對執(zhí)行器中液壓缸的位移響應(yīng)性能進行比較和分析,由仿真結(jié)果評估各種控制方法的優(yōu)劣,選取最適合的控制方法。
本文對船用蝶閥液動執(zhí)行器的液壓系統(tǒng)、控制方法及機械結(jié)構(gòu)進行了設(shè)計與.分析,構(gòu)建了基于AMESim的液壓系統(tǒng)模型和基于MATLAB/Simulink的控制系.統(tǒng)模型,實現(xiàn)了對船用蝶閥液動執(zhí)行器的控制響應(yīng)優(yōu)化。主要研究工作和所得結(jié)論如下:
(1)針對船用蝶閥的使用特性及工作環(huán)境,對液動執(zhí)行器的整體模型進行了構(gòu)建,包括液壓系統(tǒng)的分析、控制方案的制定及機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計;對液壓系統(tǒng)進行了元件計算、選型及設(shè)計,包括液壓缸、交流伺服電機、液壓泵及液壓管路閥塊等;創(chuàng)建了各部分元件的三維模型,搭建了虛擬樣機和物理樣機。
(2)在AMESim中構(gòu)建了船用蝶閥液動執(zhí)行器的仿真模型,引入了常規(guī)PID控制算法,并對系統(tǒng)參數(shù)進行了設(shè)置;針對影響液壓缸位移響應(yīng)特性的關(guān)鍵參數(shù)進行了仿真和研究.仿真結(jié)果表明:輸入位移信號的頻率、交流伺服電機的轉(zhuǎn)速、油液的彈性模量及液壓泵的轉(zhuǎn)動慣量,對液壓缸位移的響應(yīng)速度具有--定的影響,.液壓管路的長度對液壓缸位移的響應(yīng)速度影響較小,但需要盡量避免管路直角及彎管接頭的數(shù)量。
(3)搭建AMESim和MATLAB/Simlink的聯(lián)合仿真平臺,建立了液動執(zhí)行器控制系統(tǒng)的聯(lián)合仿真模型;分別采用無PID控制、常規(guī)PID控制和模糊控制方法,通過輸入不同的信號模式及類型,對液動執(zhí)行器的液壓缸位移響應(yīng)特性進行了仿真和分析。仿真結(jié)果表明:模糊控制方法較無PID控制、常規(guī)PID控制,能顯著提升執(zhí)行器的響應(yīng)性能、抗干擾能力及控制魯棒性,故本文采用模糊控制實現(xiàn)了對船用蝶閥液動執(zhí)行器的智能控制。
綜上所述,本文提出了一種將直驅(qū)式容積控制液壓伺服技術(shù)應(yīng)用于船用蝶閥液動執(zhí)行器的研究方法,并在聯(lián)合仿真平臺下,對執(zhí)行器的關(guān)鍵參數(shù)及控制策略進行了研究與分析,實現(xiàn)了執(zhí)行器位移響應(yīng)特性的優(yōu)化。