面向FAST工程主動(dòng)反射面系統(tǒng)的液壓促動(dòng)器研制及性能分析.pdf

1、本文針對(duì)應(yīng)用于500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡主動(dòng)反射面系統(tǒng)中的促動(dòng)器特性不完善的問題，以實(shí)現(xiàn)機(jī)電液系統(tǒng)集成化、輕量化、自動(dòng)化、智能化為目的，研制了一種新型的液壓促動(dòng)器。為了滿足主動(dòng)反射面索網(wǎng)節(jié)點(diǎn)位置和速度控制的要求，提高主動(dòng)反射面系統(tǒng)在天文觀測(cè)時(shí)的控制精度，重點(diǎn)對(duì)液壓促動(dòng)器的功能實(shí)現(xiàn)過程、動(dòng)態(tài)特性、控制策略和調(diào)節(jié)機(jī)制等進(jìn)行了研究，并將所研制的液壓促動(dòng)器應(yīng)用于工程實(shí)際。
　　液壓促動(dòng)器的動(dòng)態(tài)特性受到機(jī)械、液壓、電氣系統(tǒng)等多個(gè)物理過程相互

2、作用的影響。因此，該系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立需要借助一個(gè)統(tǒng)一的方法來描述系統(tǒng)中所存在的非線性特征。功率鍵合圖方法非常適用于多個(gè)物理過程相互作用的非線性系統(tǒng)建模。本文利用功率鍵合圖方法建立了液壓促動(dòng)器的非線性數(shù)學(xué)模型，將整個(gè)系統(tǒng)分解成若干個(gè)進(jìn)行能量交換的子系統(tǒng)，將泵控差動(dòng)缸機(jī)液系統(tǒng)與電機(jī)的電氣系統(tǒng)相結(jié)合，對(duì)閉環(huán)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)進(jìn)行分析。推導(dǎo)了系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達(dá)式，著重研究幾個(gè)影響系統(tǒng)性能的主要因素，并將閉環(huán)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)一步簡(jiǎn)化，為后續(xù)計(jì)算機(jī)處

3、理仿真模型提供了保障和理論基礎(chǔ)。
　　針對(duì)傳統(tǒng)PID控制策略對(duì)該液壓促動(dòng)器進(jìn)行控制難以獲得理想控制精度的問題，本文將灰色預(yù)測(cè)模型應(yīng)用到傳統(tǒng)PID控制中，并在前人經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，提出一種新型的步長(zhǎng)調(diào)整機(jī)制，在簡(jiǎn)化以往調(diào)整機(jī)制復(fù)雜性、不確定性和耗時(shí)性的同時(shí)，很好地解決了促動(dòng)器在換源和掃描跟蹤等天文觀測(cè)時(shí)的控制精度，滿足FAST工程主動(dòng)反射面索網(wǎng)節(jié)點(diǎn)位置控制精度和響應(yīng)速度的要求。
　　最后，對(duì)液壓促動(dòng)器進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真和實(shí)驗(yàn)