（机械电子工程专业论文）电液伺服系统的数字控制技术研究.pdf

北京交通太学硕士论文第一章绪论 第一章绪论 1 1 课题来源及意义 睫着控菲9 理论和计算机技术的发艘，集液压技术、计算橇技 术、控制理论于一体的电液伺服系统已在自控化领域中占有熏要 位置。电液伺服系统的数字控制由于其高精度、灵活的控制方式 和良好的人机操作界面，逐步取代了模拟控制技术。当前，众多 的电液伺服系统需要由模拟控制囱数字控制过渡，闻时，新建的 基于电液伺服系统的设备都要采用数字控制技术。本文正是在这 样的背景下，对阀控非对称缸这种最常见的电液伺服系统的数字 控制和补偿方法开展豹基础研究。因我确定系统盼模型，对系统 做有效的补偿，明确系统的一些参数对系统性能的影晌对下步 研究工作至关重要。 在液压控制系统的著作中，对网边滑阀对称液压缸( 或液压 马达) 伺缀系统己有详尽分柝和论述，僵关于四边滑阕不对称液 压缸伺服系统的论述却较少见。 非对称液压缸占用空间小、制造简单，所以这种系统在实践 中有许多应用，例如利用升降台做伺服运动的液压仿型铣床“1 、 疲劳试验税溺、道路模拟祝雕“、多自由度转台豫嘲等，因此对瓣 控非对称缸系统进行分析研究，找出它与四边滑阀对称液压缸系 统的异同，是很有必要的。 本文瓣采用嚣对髂液压缸的电波伺服系统进行了详尽的理论 分析和仿真研究，描述了系统的静态特性和动态特性，分析了非 对称液压缸液压系统产生静差原因。对于电液伺服系统，由于多 种因素的影响，系统的精确数学模型不易建立，并且系统的负载 参数氇会发生交纯，克i 之非线性因素，躺析建模存在羞一些误差， 而精确的数学模型是进行先进控制的基础。因此采用系统辨识理 论对阀控非对称缸系统进行辨识是深入研究的基础，本文分别进 北京燮通大学硕士论文第一章绪论 行了解析建模和辨识建模，通过钫真结果和实际响应韭f i 线此较， 辨识结果比较精确。针对 对称缸惹统的正、反向动特性差异与 换向时压力突变，理论分析了篷力反馈对系统性能补偿效采，在 试验台上实现了非对称缸的压力反馈校正，有效提高了系统的阻 尼比。 本课题研究采用现有设备，究分利用计算机控制的优越性，不 仅是对阀控非对称缸的深入综合研究，也是对控制理论在实际系 统中应用的实践。并且，此系统的调试成功，对利用其拓展其他 相关研究和试验提供了有嗣的基础。 1 2 电液伺服控制技术的发展历史与研究现状 电液伺服控制技术最先产生于美国的m i t ，后因其响成快、精 度高，很快在工业界得到了普及，“工业液压技术在全球经济中 稳步发展，其应用没有边界”3 。电液伺服系统是一种以液压动 力元件作为执行机构，根据负反馈原理，使系统的输冰跟踪给定 信譬的控肯l 系统。它不仅毙自动、准确、快速地复现输入信号的 变化规律，而且可对输入量进行变换与放大。作为控售l 领域的一 个重要研究对象，电液伺服系统的设计理论和方法一直受到控制 学科的指导和启发，经历了从线性到非线性控制的发展历程。 自从2 0 世纪5 0 年代麻省理工学院开始研究电液伺服系统的控 制至以后的几十年中，电液伺服控带0 设计基本上是采用基于工作 点附近的增量线性纯模型对系统进行综合与分析。p i d 控制也因其 控翻律筒单和易于理解，受到工程赛的普遍欢违。然箍，随着人 们对控制品质要求的不断提高，电液伺服系统中p i d 控翎的地位 发生了动摇。这主要是由电液伺服系统的特性所决定的聃1 ，首先， 电液伺服系统是一个严重不确定非线性系统阳1 ，环境和任务复杂， 普遍存在参数变化外干扰和交叉耦合干扰；其次，电液伺服系统 对频带和跟踪精度都有很高的要求，如航空航天领域的系统频宽 可达l o o h z ，已接近甚至超过液压动力机构的固有频率；另夕 ， 在高糟度快速跟踪条件下，电波饲服系统孛的非线性作用已不容 i e 京交通大学硕士论文 第一章绪论 与活塞面积匹配，从而补偿正反向的速度不等和换向瞬间的压力 跃变。非对称阀控制系统在工程应用上喜捌蛩莩畿韦叁萋囊i 蠢 纠刍壕豫嗡咧g 世刊嵝理懑嵫壤盈邋雾争嗣奠萝i ：= ：妻囊垂篓鬟霎冀霪霪鎏薹 麓塞藿羹j i 篓翼羹誊二_ _ = 0 善妻学惭篁笺淄然黼嘲窜型： 囊攀三蔓薹萋萋霪爹_ j 一j 善妻荤囊妻鋈荔甓二_ 垂蓄 垂霎誊面o 弦 9 ) ( 2 一lo ) ( 2 - 1 1 ) “。一一平均活塞面积，m 2 ， 如：华：端； ( 2 - 1= 端；(2-tz) 蒜蒜x 北京交通大学_ 醪 士论文第一幸绪论 程实际来看，用非对称阀擦制非对称缸耍求非对称阀与非对称缸 严格匹配，然而由于加工工艺的限制非对称阀与非对称缸不可能 究全匹配，这就决定了此种毒i 偿方法具饪耗资大、加j ：精度要求 箍豆不一定满足控制要求等缺点；编傻输入法在实际工程应雳中 不甚方便和适用，且对换向时的压力跃变并没有提出解决方法， 故不能消除魇力越变：压力反馈参数补偿和动态补偿法从文献综 述来看仅仅楚理论上的论述帮分析丽悉，还未有实际兹具体应爰 实例，同时对换向时的压力跃交也没有明显的改善。 1 。4 课题的提出及论文的主要工作 从以上阀控缸系统的发展及非对称缸的研究现状来看，阀控 缸系统还存在许多缺陷，许多解决方案还只是停留在理论研究方 藤，距实际蛉工程应用还有一定的距离，一些技术还不成熟，需 要继续研究。针对以上闽题，确立本论文的主要工俸： ( 1 ) 建立非对称动力机构的负载压力与负载流量方程，在此基 础上，对阀控赧系统进行理论分析并建立其数学模型，推导出输 出位移、负载眶力传递函数： ( 2 ) 用试验优化了系统的一些参数，同时检验了优化后的参数 对不同幅值、不同频率下的阶跃信号、正弦信号的追踪性能； ( 3 ) 理论分析了压力反馈对系统补偿的优缺点，用试验验证了 月压力反馈来提高系统的瓣尼篦，簿低系统豹稳念谨簸； ( 4 ) 理论分析了解析建模下存在误差的原因，实际测量液压缸 的静摩擦力，指出本试验台忽略缸的静摩擦力是导致解析建模存 在较大误差的一个主要原医；用系统辨识的方法分别对位置和力 靛系统进行了辨识建模，验证了辨识结采的准确链： 北求交通大学硕士论文第二章润控嚣对称缸系统建模及分析 频宽：5 0 h z 阀芯真径：6 4 m m 工作液压： o 时，系统单位阶跃响应的超调量 ( 3 ) 群示x ， o 时，系统单位阶跃响应的上升时( 1 0 9 0 9 6 ) ( 4 ) o 表示x 。 o 时，系统单位阶跃响应的超调量 由图4 1 0 、网4 1 l 、图4 1 2 、图4 1 3 可以看出当输入信号的 攘值增大时，系统的响应品质降低。由表4 3 可以滑出，当输入 方波信号的幅值发生变化的时候，响应曲线的超调也发生了较大 的变化，这说明液压系统不是一个线性系统，采用线性化的方法 对系统建模是存在误差的。要得到系统比较精确的模型，必须进 行辨识建模。这将在5 3 节中完成。 遴过本节的试验研究发现输入信号的嚼值对系统的响应晶质 有较大的影响，当输入方波信号的幅值减小时，系统的响成品质 彳导到晌应的提越，这一结论从表4 3 中褥到了验证。 当系统的幅值增大到一定程度时，系统跟踪性能明显降低，说 明方波信号的响应品质和系统的一些参数有关，当系统的参数发 生变纯时，输入方波豹幅值范围也会相应的发生变化。有必要对 一些系统参数对系统响应品质的影响进行研究。本文将在5 2 节中 详缨分辑系统参数与输入幅篮的关系。 4 。1 2 5p i d 控制对不同频率的正弦波响应研究 在本节中，分别针对不同频率的正弦信号进行了p i d 控制性能 研究，p l d 参数k 口= 8 、k i = o 3 、酗= 0 o l 保持不变，输入正弦信号 j b 京交避大学硕圭论文第四章数字 j l 环控制匿路试验研究 为y = 2 + 0 1 s i n ( 2 珊，f ) ，频率分别为o 。0 5 、o 1 、o 2 、o 2 5 的信号 的响应曲线如图4 1 4 、围4 1 5 、网4 1 6 、图4 1 7 。响应品质如表 4 - 4 。供油压力p s 一5 m p a 保持不变。 图4 一1 4 频率为o 5 h z 的正弦响应图4 1 5 频率为l h z 的正弦囔寝 图4 1 6 频率为2 h z 的正弦响应图4 1 7 频率为3 h z 的正弦响应 表4 4 正弦响应品质 2 叭g ( 1b 一i ) 如妒( r 口d ) f ( 土盘) 0 5o 4 0 4 15 4 2 8 6 11 f 2 3 7 5。l 碡4 0 5 l 21 8 5 1 4* 2 6 7 3 2 6 32 5 3 1 2。4 2 9 4 6 1 - 4 4 北京交通大学硕士论文第四章数字闭环控制嘲路试验研究 图4 - 2 e 辔益为5 孵的阶跃响应蛰4 - 2 l 增益为6 时的除鞭晌趁 图4 2 2 增益为7 时的阶跃响成图4 2 3 增益为8 时的阶跃响应 表4 5 不同增益下的阶跃响应品质 增益1 )2 ) 疋( 3 ) 3o 1 1 0 41 7 7 3 20 ，4 2 3 8 4 o 0 9 0 9 2 3 。2 6 4o 4 6 2 9 5o + 0 8 7 6 3 l ，7 6 8o 。4 8 6 7 6o 。0 8 8 24 7 3 8 5o 5 0 7 3 7o 0 7 7 35 0 7 4 9o 6 3 2 4 8o 0 7 9 26 1 2 3 21 1 2 6 4 ( 1 ) t r 表示系统阶跃响应的上升时间( 1 0 9 0 ) ( 2 ) p 表示系统阶跃响_ 陵的超调量 ( 3 玲表示系统阶跃响应的调节时间 杰衷4 4 已经不同增益下的响应曲线可以看出，系统在增益为 5 时豹性能最优。 - 4 6 - 北京交通大学颈士论文第四嚣数字闭环控制鞠路试验研究 由圈4 2 4 可以看出，系统稳态误差较大。由于本试验台使髑 的是工程缸，工程缸的一个特点是液压缸内魄摩擦力较大，针对 小输入的拉力值，系统豹动簿擦力不可忽雍。当系统输入为o 1 k g 时，系统的动摩擦力影响较大，是造成系统稳态误差较大的一个 主要原因。 通过控制液压缸做匀速运动，此时系统的动摩擦力一系统的挽 力。系统匀这运动的位移晌殿藏线和受力情况如图4 。2 8 和图4 2 9 。 匿4 2 8 匀速运动位置赭线鞠非2 9 系统受力曲线 囱图4 。2 9 可以算出，系统的动摩擦力为3 6 - 3 k g 。闭环控制下 是一个动态平衡过程，此时输入信号为0 1 k g ，动摩擦力达到了输 入信号的3 7 对系统的动态平衡过程影响较大，这是导致系统 静态误差较大的一个主要驭因。当输入信号增大时，动摩擦力对 稳态误差盼影璃逐溺减小，强输入信号增大弱0 3 起秘o 。酞g 时， 此时静摩擦力的可以忽略不记，系统的稳态误差较小。这一结论 由圈4 1 2 4 到躅4 2 7 中得到了证实。 4 2 3 力控闭环系统对不同频率正弦波响应研究 本试验台可以实现拉拉的疲劳试验，在拉拉试验中更多用到的 是歪弦信号，零节研究了系统对不弼额搴下的正弦波的响应晶质。 在试验中采用p i d 控制，供油压力p 产7 m p a 保持不变，输入正弦 信母幅值为y = o 2 + o 0 5 s i n ( 2 黝f ) ，频率分别为o 5 h z 、l h z 、2 h z 、 北京交通大学硕士论文第四章数字闭环控制国路试验研究 4 3 小结 在本节中，通过给定不丽幅壤的方波信号、不同频率的正弦波 信号研究了阀控菲对称缸位置系统在p i d 控制下的响应品质，对 方波响应，单纯p i d 控制下系统的上升时间，稳态时间都可以满 足大多数工程要求，但系统的超调量较大。有必要对系统进行校 i e ，降低系统的超调量。 针对力控系统，本节也研究了力控系统对阶跃信号和正弦信号 的响应品质，由于试验台结构的限制，力控系统只能做较小的拉 力，系统对正弦拉力的幅慎误差较小，相位滞后较大，需要进行 榍位补偿。 j b 京交蘧大学硕士论文第四意数字闭强控制豳路试验研究 入积分环节。首先蓑k 为较小值，并褥经第一步整定褥到的睨 例系数略为缩小( 如缩为服使的o 8 倍) ，然后增大积分系数，使 在保持系统整好动态性能的情况下，静羡得到溃除。在此过程中， 可根据响应曲线的好坏反复改变比例系数k 。与积分系数k j ，以期 褥裂满意的控制 妻磋。 ( 3 ) 此时系统的反映时间和稳态误差都能满足要求，再加入 微分环节可以明显降低系统的超调。在上述调节基础上改变轴的 值，以获得满意的超调量。 4 1 2 3p i d 控制的半实物仿真( r t w t ) 本节应用m a t l a b 提供的仿真工具箱实时视窑目标 乍为在线实 对分析工其。实肘褫窗匿枯( r e a l 啊m ew i n d o w s 豫g 救) 是r t w 的附加产品。r 1 、w 是m a r l a b 图形建模和仿真环境s i m u l i i l j ( 的 一个重贾的补充功熊模块，是一个藻础s i m u l i n k 的代弼生成环境。 它能崴接从s 娃m l i 酞的模型中产生优化豹、可移植的和个性化的 代码，并根据目标醚援自动生成多种环境下的程序。r t w 提供了 一个实时的开发环境从系统设计到硬牛实现的直接途径。使 用r t w 进行实时磷件的设计测试，用户可以缩短开发周期，降低 成本。r t ww 以将模型自动转换为代码，在硬l 牛上运行动态系统 的模型，同时还支持藻于模裂的调试。r t w 十分适用于加速仿真 过程、快速魇型化、形成完整躯实融仿冀解决谂经和生产产晶级 嵌入式蜜对应胡程痒“。r t w t 可将h l t e l8 0 x 8 6 算机躐p c 兼容 枫转变为一个实时系统藤恳支持诲多类型约i o 设备扳( 包括i s a 和p c i 两种类型) 。掰户只需安装相关的软件、个编译器和 设备板，就霹姆一个p c 桃用作实时系统并逶遥 o 设冬与外部设 备进行连接。 对予实黠季凳密嚣掭，由于s i m h l i l l k 和所生成豹代码都运行在同 个p c 机上，因此又被称为“单机型”快速原型化系统，其运行 时界藤霹使用户p c 桃的处理器在运行w i n d o w sn t 或w i 稚d o w s 9 5 9 8 2 0 0 0 操作系统的同时采用实时视窗强标生成的代码。实时视 x 北京交通大学硕士论文第五章系统校正与优化 袭5 - 4 不同的油源压力下系统的主要参数 供油压力，m p a3 57 空载流量，m 3 s4 9 5 7 7 xl 旷6 5 0 6 1 0 4 7 5 7 2 9 1 0 4 流量增益，m 3 侮a4 9 5 7 7 x1 0 叱 6 5 0 6 1 0 。7 5 7 2 9 1 0 - 2 濂力增益，n ，m 2 a2 ，8 1 0 1 0 3 2 xl o o 3 5 1 0 1 0 流量压力系 1 4 1 6 5 1 0 1 21 8 2 8 7 1 0 。1 22 1 6 3 7 1 0 1 2 数m 5 s 烈 速度增益k v ，1 1 1 s1 8 8 0 6 2 2 4 2 7 8 62 8 7 2 6 9 从响应曲线上可以得到以下结论油源压力的变化，体现在对 系统的速度增益的影响上，随着p s 的降低，系统的增益降低，导 致响应速度的减小。这一点与表5 4 中的计算结果相符合。 当输入信号幅值为o 2 5 的方波信号时，不同供油压力下系统 响应曲线和性能指标如下： 图5 1 7p 产3 m p a 时阶跃响威曲线图5 1 8p 严5 m p a 时阶跃响应曲线 图5 1 9p s _ 7 m p a 时阶跃响应曲线 北采交通大学硕士论文第五章系统校正与优化 袭5 5 不同油源压力下系统的性能指标 p s f 2 m 3 m p a o 1 5 3 21 7 2 5 1 90 1 3 4 31 6 3 s 5 5 m p a o 。0 9 9 61 9 9 2 l o0 0 8 3 41 9 0 8 6 0 7 m p a o 。0 8 3 22 1 9 4 8 50 0 7 6 81 9 3 5 4 7 ( 1 地表示x 户0 时，系统单位阶跃响应的上升时间( 1 0 曲0 ) ( 2 ) p 表示x 户o 时，系统擎位阶跃响应的超调量 ( 3 ) 协表示x ， o 时，系统单位阶跃响应的上升时( 1 0 一9 0 ) ( 4 ) 奄表示x 。 。时，系统单位阶跃响应的超调爨 由表5 5 可以看出，当输入信号为o _ 2 5 ，系统供油压力为3 m p a 时，上升时间长，系统的性能较差。此时系统的速度为6 。5 2 7 4 耐s ， 蠢秆腔面积为o 0 0 3 l m 2 ，进入无杼黢的流艇为q 。= 0 o 0 0 2 m 弧， 远大于阖姻空载流量，此时溯口全开，表现为泵谶的滤霾特性， 因此系统的性能很差。由此可见，液压系统的压力和系统对输入 信号豹晌应性能是密切相关的。 5 3 系统辨识 在第二章中对系统进行了解析建模，建模中忽略了液压缸的 静摩擦力，仿真结果显示，勰辑建模存在麓较大误差。本节分析 了解析建模存在误差的原因，并对闭环系统进行了辨识建模，对 辨识建摸结采进行了仿真，与实际响应强线比较表明辨识的结果 比较准确。 5 3 1 解析建模误差分析 在第二睾中建模是慕予忽路液压敬的静摩擦力来实现的。工 程中，伺服缸的静摩擦力较小，忽略静摩擦力对系统的模型影响 较小。试骏台使用的是工程缸，工程缸的静摩擦力较大，忽略静 l e 京交通大学硕士论文第五章系统校正与优化 摩擦力对系统模趔影响较大。 液压缸静摩擦力测量方法： ( 1 ) 首先使系统处于闭环控制，调节液压缸到中位附近，卸掉 蹑力，j 精：时液压缸在静瘁擦力豹作瑙下停止在某个位嚣； ( 2 ) 切换系统处于开环控帝4 ，缓慢逐步加压，当缸开始移动的 时刻，记录下此时缸鼹脏的压力差，即为波压缸的静摩擦力； 测量液愿缸静摩擦力过程中用到的曲线如下： 睡5 2 0 液难缸的移动曲线 图5 2 l 无杼耱的篮力曲线( m p a )菡5 2 2 有耔麓的压力曲线( m p 幻 由液压缸圈开始运动对豹时润确定两腔疆力，批辩系统的静 摩擦力为4 i 6 6 4 1 0 2 n 。液疆缸的静摩擦力较大，解橱建模忽略 静摩擦力，导致系统的阻尼比出现较大的误蒺，这是解析建模存 在误差的一个主要原因。 j b 京交通大学硕士论文第五章系统校正与优化 5 3 2 系统参数辨识 由上节的分耩可知，此系统的静摩擦力较大，解瓠建模存在较 大的误差，需要进行系统参数辨识才能精确确定系统的模型。 所谓的辨识就是在所测取的输入和输出数据的基础上，从一组 给定的模型中确定一个与所测系统等价的模型。辨识过程把待辨 识过程看作是一个黑箱，它只考虑过程的输入，输出特性，丽不强 调过程的内部机璎。 系统辨识的方法宥许多种，可以有冬种不同的分类法。着报 据所涉及的模型形式，辨识的方法可分为非参数模梨辨识和参数 模型辨识两种；若根据计算机与系统之间的不同连接方式，辨识 的方法又可分为在线辨识和离线辨识；如果根据不同的辨识基本 琢璎，鬻用的参数模型辨谖方法又w 分为三种：最小二乘法、梯 度校正法和援大似然法”1 。 5 3 2 1 最小二乘法的般原理 最小二乘法大约是1 7 9 5 年商斯在他的著名的星体预报研究中 提出的。由于其严密简单、编程容易，成为估计理论的奠基石， 得至i 广泛的应用。”。最小二乘法的蒸本结果有鼹种形式：一耱是 经典的一次完成算法；另一莉是递推算法。届者常用于计算掇在 线辨识。在对液压控制系统进行辨识时，采用的是离线的最小二 乘法。 设离散系统可用下述方程攒述 贴) = 裟娴州妁 ( 5 _ 5 ) 式中： 磐薹溉：乏嚣 p s ， 雪( 孽q ) = + 岛g t + 如茸吨+ + g 嘣 。 托索交通大学硕士论文第五章系统校正与优化 n ( 七) 一观测噪声 牙一参分算子 假定系统的分母分子的阶数相圊，即n _ m ，则有 y ( k ) 2 一a l _ y ( i 一1 ) 一吐一( 一2 ) 一一y ( 一摊) + 6 0 “( ) f 5 _ 7 1 岛甜( 豇一1 ) + ”( 东一聍) + 韩膏) 、7 这里 w ( i ) = 一( g _ 1 ) h ( 七) = 珂( 七) + q 聍( 七一1 ) + 啦胛( 詹一2 ) + + 胛( 尼一”) 系统辨识的目的是利用有限个观测值u ( k ) ，y ( k ) ( 拧l ，2 n ) ，估 计未知参数a i ，b i 。设2 n + l 阶向量0 ，z ( k ) 分别为 p 。= ( q 一口：一岛吃) z 7 ( 七) = 【_ y ( 七一1 ) y ( 1 j 一2 ) y ( _ i 一n ) “( _ | ) 甜i 毒一i ；一矍! 妻 ； 醑鞫i i 一 ；澡到融鞠蕊躺黧熬 霉；墨! 摹i i i 萋i 嚣基曩墓i 錾i ；! 一雾 醵囊；二霉。二；囊茹；二；圣； 蠹谨关 x 北京交通大学硕士论文第五章系统校正与优化 ( 1 ) m 文件转换成c + 十文件 m a t l a b 数学库是专门为了脱离m a t l a b 环境而开发的c ，c + + 程 序库，它有c 语言库和e + + 语言库。有了m a t l 曲数学库，就司 以把大部分m 文件写成的应用程序编译成e x e 程序，脱离m a t l a b 环境独立运行了。 将f m 文件编译成可执行程序，需要用到的命令为m c c 。m c c 命令不仅能够将m 文件编译成e x e 程廖，还可以将英编译为d l l 的m e x 程序。在使用m c c 命令前，必须首先选择所使用的c + + 编 译器，具体方法是在m a l l a b 命令行中输入m e x s e t u 口，在给出的 c 十+ 编译器中选择你将使用的一个，本文中用的是v c + + 6 。o 。 ( 2 ) 在v c 申嵌入m c c 生成的代码 由于m a t l a bc + + 数学库瑷大的应用价值在于将m a l 】a b 程序脱 离m a n a b 环境运行，很少有人直接将其用于c + + 的计算程序开发， 更多的是把m c c 生成的代码熏新利用。 在工程实践中，我们经常会遇到这释情况，已经用v c 等软件 开发了复杂的用户界面、数据采集和管理程序，对于数据的处理 则希望通过m a t l a b 程序来实现。对于这种情况，解决方案是将m 文件孛豹函数编译成c + + 代码，添燕到v c 程序中。 m c c 命令执行的对象必须是以函数形式存在的皿文件，相关 的命令形式为：m c c o l c p p 函数名。 ( 3 ) v c 环境设置 m c e 命令转换看的c + + 程序要甭鬟m 囊芏l a b 自己定义的数据类 型：m w a r r a ”m w i n d e x 、m w s u b a r r a y ，因此在v c 中使用m c c 缴成的c + + 文件，必须设置v c 的编译环境。 1 设置v c 的头文件搜索路径和库文件搜索路径 在t o o v o 两o n s 中添热m a t l a b 中的头文佟和库文 牛，路径是你 本机上的路径。 m a a b e x t 锄i n c l u d o m a t l 矗b e x t c 黯i n c l 戚e c 弹 和库文件搜索路径： m a t 】a b e x t e m b 州n 3 2 北京交通大学硕士论文 第五章系统校正与优化 m a t i a b e x t e m l i b w i n 3 2 1 1 1 i c r o s o m m s v c 6 0 在p r o j e c t s e n i n g 中，c c + + 属性页中选择c a t e g o r y 为g e n e r a l ， 找到p r e p m c e s s o r d e f i n i t i o n 编辑框，在其中加入以下三个字符串： m s v c ，i b m p c ，m s w i n d ； 同样在c ，c + + 属性页中选择c a t e g o r y 为p r e c o m p i l e dh e a d e r s ， 选择a u t o m a t i cu s eo f p r e c o m p i l e dh e a d e r s ，在1 1 1 r o u 曲h e a d e r 编 辑框中，输入s t d a 段h ： 仍在c c + + 属性页中选择c a t e g o r y 为c o d eg e n e m t i o n ，在u s e n m - t i m ei i b r a r y 列表框中，选择d e b u gm u l 枷1 r c a d e dd l l ； 在l i i l l ( 属性页中，选择c a t c g o r y 为i n p u t ，找到0 b j e c t 1 i b m r y m o d u l e s 编辑框，在其中添加下面的库文件：l i b m m n l e 1 i b l i b m a t l b 1 i bl i b m x 1 i bl i b m a t 1 i bl i b m a t p m 1 i bs 9 1 i i bl i b m w s g l m 1 i b 以上设置完成后，就可以使用由m 文件转换成的c + + 文件了。 5 3 3 位置系统辨识 位置系统更多的是进行定点控制，阶跃响应性能是一个重要 的指标。本节应用m a t l a b 和v c 混合编程对位置闭环系统的阶跃 响应进行了辨识，辨识后的系统闭环传递函数为： ) = 而而卷而而 将辨识模型分别给予阶跃进行仿真，仿真结果曲线与实际的 试验曲线比较分别如图5 2 3 所示。 卜一一一 i 。 v 一 图5 2 3 辨识系统辨识模型仿真输出曲线与试验曲线比较 北京交通大学硕士论文 第五章系统校正与优化 统豹阻尾比，对稳定性豹作簇秘阕的开目已经液压缸豹泄清是一 样的，但去| 】避免了引起效率降低和受温度影响的弊瘸，在工程实 践中有很大的实用价值。 其次，研究了供油压力对系统性能的影响，针对响应品质的 降低，用理论计算给予了说明。 最后，分析了解析建模存在误差的原因，应用v c 和m a t l 曲 实现了位置闭环和力控闭环模型的辨识，并比较了仿真曲线和实 瓣响应曲线，结果显示辨识的传递遗数比较精确。 北京交通大学硕士论文致谢 致谢 在论文完成之际，首先，衷心感谢我的导师李长春副教授，在 研究生期间，李老师不但为我提供了良好的学习环境和科研条件， 而且在学习、科研工作和生活上不断给我鼓励和启迪。李老师学 识渊博、经验丰富、踏实认真的科研作风、严谨的治学态度给我 留下很深的印象，不但在学术上使我受益匪浅，而且在为人处世 方面也让我学到了好多，这将对我今后的工作和学习都产生巨大 的影响，在此谨向李老师表示衷心的感谢和深深的敬意。 在课题的研究中，得到实验室的同学的大力支持。在次要感谢 师兄刘晓东，同门沈健、吕德军，有了他们的鼓励和支持，论文 才能顺利的完成。 最后，衷心感谢我的父母，感谢他们多年来为我付出的一切。 北京交通大学硕士论文致谢 致谢 在论文完成之际，首先，衷心感谢我的导师李长春副教授，在 研究生期间，李老师不但为我提供了良好的学习环境和科研条件， 而且在学习、科研工作和生活上不断给我鼓励和启迪。李老师学 识渊博、经验丰富、踏实认真的科研作风、严谨的治学态度给我 留下很深的印象，不但在学术上使我受益匪浅，而且在为人处世 方面也让我学到了好多，这将对我今后的工作和学习都产生巨大 的影响，在此谨向李老师表示衷心的感谢和深深的敬意。 在课题的研究中，得到实验室的同学的大力支持。在次要感谢 师兄刘晓东，同门沈健、吕德军，有了他们的鼓励和支持，论文 才能顺利的完成。 最后，衷心感谢我的父母，感谢他们多年来为我付出的一切。 北京变通大学硕士论文参考文献 参考文献 【l 】张春良，鬟震霆数控铣床仿真磊统机床与液压2 0 0 l ，4 【2 】赵建玉王旭东何芳黄明键电液伺服疲劳试验机的计算机控制研 究，仪器仪表学报2 0 0 2 ，3 【3 】杨云，李天石电液道路模拟搬动台及功率谱再现控制的研究，瑶安交 通大学搏士论文2 0 0 3 ，9 4 】薏永昌，管遍华汽车道路模掾试验台计算机瓣控系统的开发清华大学 学报2 0 0 2 ，4 5 】董锡君，姚郁，王子才某型电动转台全数字控制系统的实现系统仿冀 学报，2 0 0 1 ，l 【6 】郡长胜，张广莹离精度陀螺漂移伺服转台伺服精度的实验研究中国惯 性技术学报2 0 0 0 ，1 7 】p i p p e n g e r j t h i c kl n d u s 倒a lh y d r a u l i c s ，3 r de d i t i o n ，m c g r a w - h j l i ，1 9 7 9 8 】李洪人，王栋梁，李褰萍非对称缸电液伺服系统的静态特性分析机械工 程学报2 0 0 3 ，2 9 】周士昌，周恩涛阀控非对称油缸正反相速度比的分析机床与液压 2 0 0 2 1 【1 0 陶永华，尹怡欣，葛芦生新型p i d 控制及应用机械工业出版社1 9 9 8 ，2 【1 l 】黄琏兰，至知谟一种自适应p i d 控制器的控制算法天津城市建设学院 学报1 9 卯1 e 1 2 lm s r a d e n k o v i e ，j t b i a l a s i e w i c z r o b 蚓n e s so f u n r n o d i f i e ds t o c h a s t i c a d a 醛i v ee o n t r o la l g 醺t h m s a 堪o m 融i cc o n 打o l ，i e 嚣e 糯s a c t j o n so n 。1 9 9 4 ， 3 9 ( 2 ) ：3 9 6 4 0 0 1 3 】b i n y a 0 ，m t o m i z u k a c o m p a r a t i v e e x p e m i e 鹏o f r o b u s ta 1 1 d a 血p 廿v c c o n t 1w i 氇n e w 袋o b u s ta d a p t i v ec o n t r o i e r sf o rr o b o tm a n p u l 毪i o r s d e c i s i o n a l l dc o n n d l 1 9 9 4p r o c e e d i n 黔o f t l e3 3 r di e e ee o n 触n c eo n1 9 9 4 ，2 【1 4 】p 0 a r 锄b e l ，c a j a c o b s o n ，g t h d m o l p o o d i cs y s t e m sw i t hd r i 撞1 1 b b u s t a d a p t i v ec o n t r 0 1 a m e n c a nc o n t r o lc o n f e r e n c e ，p r o c e e d i n g so f t h e1 9 9 5 ，2 【1 5 】只m f i t 弱i m o n s ，j j p 8 l a z z o l o ，p 积1 ：m o d e l i n g o f a o n e d e g 揩e o f f f e e d o ma c t i v eh y d r a u l cm o u n r ，a s m ej o u n l a lo f d y n 跚cs y s 把m ， m e 8 s u 嘲n t h l ，a n dc o n 的l ，v 0 1 1l8 ，n o 3 ，4 3 9 - 4 4 2 ，1 9 9 6 f 1 6 】冀m f i 佳s m o 黼，j j p a l 8 z z o l o ，“p 碰2 ：m o 哇e l i n g o f a 0 n e d e g r e eo f f r e e d o ma c t i v eh y d r a u l i cm o 州”，a s m ej o u m a lo f d y n 锄i cs y s t e m ， m e a s u r e m e n 廿n ，锄dc o n t r 0 i ，、，o l _ 1 1 8 ，n o 3 ，4 4 3 4 4 8 ，1 9 9 6 【1 7 】何玉彬等神缀阚络在线学习跟踪控翻及其在液压伺服系统孛的应稍 机床与液压，1 9 9 7 ，4 ， 1 8 】周愚涛二鑫由发液压枫械驱动手享孛经网络控铜t 东j 大学博士论文， 1 9 9 7 6 3 7 1 j 京交逶大学琰士论文 参考文献 【1 9 】田联房等次级调遮液压加载试验台的模糊控制器的设计机床与液 压1 9 9 8 1 2 0 】黄文携等智能复合控制在电液伺服系统中静应用澎鸯大学学投 t 9 9 8 5 【2 1 a r p l u m m e n d v h u g h a l l ，“r o b u s t a d a p t j v ec o n t r 0 1f o rh y d r a u i i c s e r v o s y s t e m s ”，a s m ej 0 u m a lo f d ，n 砌i cs y s t e m ，m e a s u r e m e n t m ，a n d c o n t r o l ，、r o i 1 1 8 ，2 ，2 3 7 2 4 4 ，1 9 9 6 【2 2 】j e ib o b w ，k l u 轧a d a 衅i v e 琢曲b a n d w i d t hc o n t io f ah y d r a u l c a c t u a t o r ia s m ej o u m a lo f d y n 锄i cs y s t e m ，m e a s u f e m e n t m ，a n dc o n 仃o l ， v 0 1 1 1 8 ，n o 4 ，7 1 4 - 7 2 0 ，1 9 9 6 2 3 v i e r s m a t j a n a l y s i ss y n t h e s i sa n dd e s i 印o f h y d r a u l i c8 e r v os y s t e r n sa n d p i p e l j n e s e s p c 1 9 8 【2 4 】杨扳泉飞行模拟器六自由度运动系统及其运动性能的研究哈尔演工 盐大学薄士学位论文2 0 0 2 ：均1 2 ，4 3 4 【2 5 】王进华控制单活塞杆液压缸的不对称伺服阀液压与气动1 9 9 2 4 【2 6 刘长年非对称油缸的动态研究机床与液压1 9 8 5 ，( 1 ) ：1 1 3 【2 7 王占林，裘丽华非对称液压伺服系统的理论研究机床与液压l9 8 7 4 【2 8 】王占棒，裘露华 # 对称液压饲鼹系统的特性 偿枫藤与液压1 9 8 7 ，6 弘9 】m e n g f a n h u a f r e q u e n c yc h a f a c t 硪娟co f a ne l e c t r o _ h y d r a u l i e s e r v o m e c h a n i s mw j t ha n o n s y m m e 仃i c a lc y l i n d e r r e p o r to f d e