智能模糊控制精密液壓伺服系統(tǒng).pdf

1、隨著超精密機(jī)床在工業(yè)領(lǐng)域和國(guó)防、空間科學(xué)等領(lǐng)域的需求日益增大，市場(chǎng)對(duì)超精密機(jī)床的加工精度和工作性能的要求也越來(lái)越高。影響超精密機(jī)床性能的因素有很多。液體靜壓導(dǎo)軌是超精密加工機(jī)床的關(guān)鍵組成部分，直接影響著機(jī)床的幾何精度。而液壓動(dòng)力系統(tǒng)是液體靜壓導(dǎo)軌正常運(yùn)行的必要輔助單元。要保持液體靜壓導(dǎo)軌運(yùn)行的高精度、高剛度，液壓系統(tǒng)必須能夠?yàn)殪o壓導(dǎo)軌提供壓力和溫度非常穩(wěn)定的潤(rùn)滑油。針對(duì)傳統(tǒng)液壓動(dòng)力系統(tǒng)利用閥控裝置來(lái)調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需的壓力或流量而導(dǎo)致系統(tǒng)

2、效率低、發(fā)熱量大的缺點(diǎn)以及工業(yè)控制中常用的PID控制抗干擾能力弱、參數(shù)整定困難的不足，本課題設(shè)計(jì)了一種智能模糊控制精密液壓伺服系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用模糊控制策略控制伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)帶動(dòng)內(nèi)嚙合齒輪泵直接給靜壓導(dǎo)軌提供恒溫、恒壓的潤(rùn)滑油。通過(guò)MATLAB仿真和數(shù)據(jù)測(cè)量表明該系統(tǒng)具有發(fā)熱量小、效率高、低噪聲，動(dòng)態(tài)響應(yīng)好、跟隨性好，抗干擾能力強(qiáng)、魯棒性好等優(yōu)點(diǎn)。
　　本文以超精密五軸數(shù)控機(jī)床靜關(guān)鍵部件靜壓導(dǎo)軌的液壓動(dòng)力系統(tǒng)為研究對(duì)象，主要從以

3、下幾方面內(nèi)容進(jìn)行了研究:
　　(1)深入分析了液壓伺服系統(tǒng)的背景，包括傳統(tǒng)液壓動(dòng)力系統(tǒng)的不足，PID控制的概況，智能控制的概況和研究狀況，模糊控制的概況和研究狀況。
　　(2)從液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)入手，搭建了液壓伺服系統(tǒng)原理圖，對(duì)油箱、泵和電機(jī)安裝座、油路集成塊等機(jī)械部件進(jìn)行Solidworks三維建模，對(duì)泵等液壓元件及驅(qū)動(dòng)器、電機(jī)等關(guān)鍵電器元件進(jìn)行選型購(gòu)買(mǎi)。
　　(3)搭建起了基于PID控制的液壓伺服控制系統(tǒng)，首先通過(guò)實(shí)驗(yàn)

4、測(cè)量了油泵的效率和油液溫升，然后對(duì)PID控制系統(tǒng)進(jìn)行階躍響應(yīng)測(cè)試，得到的壓力動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性和壓力波動(dòng)特性及抗干擾能力。
　　(4)深入研究了模糊PID控制的原理、結(jié)構(gòu)，特別是輸入變量模糊化和模糊變量清晰化的方法。并針對(duì)本液壓伺服系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了參數(shù)自整模糊PID控制器。
　　(5)利用MATLAB軟件搭建液壓伺服系統(tǒng)模糊PID控制系統(tǒng)，經(jīng)仿真分析對(duì)后，得出參數(shù)自整模糊PID控制策略比傳統(tǒng)PID控制具有響應(yīng)快、無(wú)超調(diào)、調(diào)節(jié)時(shí)間短、抗