連續(xù)可變量噴霧系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)建模及噴霧流量控制方法研究.pdf

1、以開發(fā)新型精確變量噴霧裝備為目標(biāo)，構(gòu)建了以電動(dòng)比例調(diào)節(jié)閥為連續(xù)變流器件的連續(xù)可變量噴霧系統(tǒng)。為使該變量噴霧系統(tǒng)能夠穩(wěn)定、快速、準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)變量噴霧，本文從開環(huán)控制和閉環(huán)控制兩個(gè)方面對連續(xù)可變量噴霧系統(tǒng)進(jìn)行研究。主要研究工作包括以下幾個(gè)方面：
　　 (1)開環(huán)控制為使連續(xù)可變量噴霧系統(tǒng)用于調(diào)流變量噴霧試驗(yàn)研究，完成測流和調(diào)流兩個(gè)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)。調(diào)流標(biāo)定實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，連續(xù)可變量噴霧系統(tǒng)含有回程誤差，回程誤差為26.2％。實(shí)驗(yàn)得出了系統(tǒng)開環(huán)控制的

2、階躍響應(yīng)特性和穩(wěn)態(tài)精度，結(jié)果表明：在6種階躍幅值△Q=(1，2，3，3.5，4，4.3)條件下，系統(tǒng)上升時(shí)間的最大值為0.87s，表明系統(tǒng)響應(yīng)速度與現(xiàn)有的調(diào)壓變量噴霧系統(tǒng)相當(dāng)；系統(tǒng)上升時(shí)間、峰值時(shí)間和超調(diào)量都表現(xiàn)出幅值相關(guān)性，說明系統(tǒng)屬于非線性系統(tǒng)。因此對此類變量噴霧系統(tǒng)的控制方案和控制設(shè)計(jì)必須考慮非線性問題。同時(shí)，由于系統(tǒng)含有回程誤差，導(dǎo)致系統(tǒng)開環(huán)控制的穩(wěn)態(tài)精度不高，為了提高穩(wěn)態(tài)精度，需要進(jìn)行閉環(huán)控制，為此首先需要建立連續(xù)可變量噴霧系

3、統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。
　　 (2)實(shí)驗(yàn)建模實(shí)驗(yàn)測得了階躍幅值u∈[5，30]，步長h=1的26條階躍曲線，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)當(dāng)階躍幅值u∈[5，14]時(shí)，系統(tǒng)不含有超調(diào)；當(dāng)階躍幅值u∈[15,30]時(shí)，系統(tǒng)含有超調(diào)。因此，本文根據(jù)系統(tǒng)有無超調(diào)，將系統(tǒng)分為兩部分進(jìn)行建模。建模的任務(wù)主要包括兩部分內(nèi)容：①模型結(jié)構(gòu)的辨識(shí)；②模型參數(shù)的辨識(shí)。本文采用AIC(Akaike Information Criterion)定階法給出了系統(tǒng)模型階的辨識(shí)，采用最小

4、二乘法給出了系統(tǒng)模型參數(shù)的辨識(shí)，最后采用Matlab仿真對模型進(jìn)行了驗(yàn)證。結(jié)果表明：系統(tǒng)不含超調(diào)部分可用一階模型表示，系統(tǒng)含超調(diào)的部分可用四階模型表示，且系統(tǒng)含有純滯后環(huán)節(jié)，純滯后時(shí)間為1.13s。
　　 (3)閉環(huán)控制依據(jù)所得連續(xù)可變量噴霧系統(tǒng)模型，完成了閉環(huán)控制器的設(shè)計(jì)及仿真工作。本文進(jìn)行了常規(guī)PID控制和Smith預(yù)估控制兩類控制器的設(shè)計(jì)，完成了控制器參數(shù)的整定工作。并采用Simulink仿真對常規(guī)PID控制和Smith預(yù)