清远桥检车出租, 桥检车出租, 桥检车租赁    桥检车的阀控液压缸同步控制系统仿真分析方法?
来源: admin   发布时间: 2023-11-21   155 次浏览   大小:  16px  14px  12px
清远桥检车出租, 桥检车出租, 桥检车租赁    桥检车的阀控液压缸同步控制系统仿真分析方法?

   

 

        清远桥检车出租, 桥检车出租, 桥检车租赁    桥检车的阀控液压缸同步控制系统仿真分析方法?   动态柔性变结构控制可在保证较小的稳态误差的同时排除掉滑动模态,这也就使其避免了如滑模控制那样的抖振现象。利用Simulink 构建阀控缸系统仿真模型和控制器仿真模型,将阀控液压缸系统的跟踪误差和同步误差作为状态量进行控制效果分析,并通过对比动态柔性变结构控制和滑模控制的仿真结果,以验证控制器有效性。 

 

    1 单缸系统仿真分析: 根据阀控缸系统数学模型和控制算法表达式,可以构建阀控液压缸单缸系统的仿真模型。通过前文可知,若要使仿真系统顺利运行,除了通过计算得到的参数外,还需要设计一些参数。其中影响较大的是控制矢量 k 和 l。 利用灰狼优化算法辅助进行参数整定,以跟踪误差最小值作为评价指标来自动选取各个参数,最终选取 k =[-51; 1.38]、l = [18.7; -51.4]。 由此,确定好各模块构造和参数后,利用 Matlab/Simulink 进行仿真,其仿真步长为 0.0001,对比分析系统的跟踪性能。 

    在受控对象确定的前提下,忽略外部干扰,对单缸系统进行跟踪效果仿真。输入源信号分别采用阶跃信号和正弦信号,仿真时间统一设置为 10s。输入阶跃信号的阶跃时间为 1s,初值为 0mm,终值为 20mm,采样时间为 0.001s;输入正弦信号的幅值为 20mm,频率为 1 rad/sec。动态柔性变结构控制与滑模控制的响应曲线对比可知: 于动态柔性变结构控制的单缸系统正弦响应相位滞后约为 0.005°,幅值衰减量约为-0.33%。基于滑模控制的单缸系统正弦响应相位滞后约为 0.006°,幅值衰减量约为-0.43%。 基于动态柔性变结构控制的单缸系统阶跃响应稳态值为20mm,上升时间约为 1.333s,峰值时间约为 2.5s,最大超调量为 0%,调整时间约为 1.433s。  基于滑模控制的单缸系统阶跃响应稳态值为 20.34,上升时间约为 1.01s,峰值时间约为 1.018s,最大超调量为 30%,调整时间约为1.041s。  从仿真结果可以看出,虽然滑模控制的响应速度更快,但是其也存在着超调量过大、稳态值不准确等不足。而动态柔性变结构控制在单缸系统中的超调量更小、跟踪效果更好,其性能得到了充分的发挥。 

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     2   双缸系统仿真分析: 在 Simulink 中建立的双缸系统仿真模型,利用上述模型进行双缸系统的仿真分析。 基于动态柔性变结构控制的同步控制器在系统正弦响应中的相位滞后约为 0.0048°,幅值衰减量约为-0.334%。基于滑模控制的同步控制器在系统正弦响应中的相位滞后约为 0.0061°,幅值衰减量约为-0.431%。 基于动态柔性变结构控制的同步控制器在系统阶跃响应中的稳态值为 20mm,上升时间约为 1.3332s,峰值时间约为 2.51s,最大超调量为 0.002%,调整时间约为 1.4331s。  基于滑模控制的同步控制器在系统阶跃响应中的稳态值为 20.342,上升时间约为 1.012s,峰值时间约为 1.0181s,最大超调量为 30.1%,调整时间约为 1.042s。 从仿真结果中可以看出,与单缸系统仿真相似,基于 SMC 的同步控制器响应速度更快,但其也存在着超调量过大、稳态值不准确等不足。而基于 DSVSC的同步控制器在双缸系统中的超调量更小、跟踪效果更好。 

  

     基于动态柔性变结构控制的同步控制器在系统正弦响应中的相位滞后约为 0.005°,幅值衰减量约为-0.33%。基于滑模控制的同步控制器在系统正弦响应中的相位滞后约为 0.006°,幅值衰减量约为-0.43%。 基于动态柔性变结构控制的同步控制器在系统阶跃响应中的稳态值为 20mm,上升时间约为 1.332s,峰值时间约为 2.52s,最大超调量为 0.001%,调整时间约为 1.4332s。  基于滑模控制的同步控制器在系统阶跃响应中的稳态值为 20.35,上升时间约为 1.011s,峰值时间约为 1.0182s,最大超调量为 30.1%,调整时间约为 1.0411s。 2 号缸的跟踪信号响应与 1 号缸的响应相同,依旧是基于动态柔性变结构控制的同步控制器在系统中的超调量较小、跟踪效果较好。 

  

     两种同步控制器在 Simulink 仿真中均表现出了异常出色的同步性能,其同步误差结果无限趋近于 0,这显然在实际工程中是不可能的。究其原因,是因为在 Simulink 仿真过程当中所采用的作用对象为系统的数学模型,在这个过程当中将非线性的模型线性化,并且忽略了两个通道之间相同型号液压元件性能上的差异。

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