基于PLC的電液比例控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著液壓技術(shù)的發(fā)展，電液比例控制技術(shù)已越來越多地應(yīng)用于各領(lǐng)域中。本文分析了電液比例控制系統(tǒng)的控制原理及其特點(diǎn)，對(duì)原有的。FESTO電液比例控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)做了進(jìn)一步研究開發(fā)，將原有的額定值信號(hào)源加繼電器控制改為了用可編程控制器(PLC)作為電控制單元，以位置控制作為重點(diǎn)研究對(duì)象，設(shè)計(jì)了PLC控制的電液比例位置閉環(huán)控制系統(tǒng)，給出了基于PLC的電液比例位置控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方案及實(shí)驗(yàn)臺(tái)組成。推導(dǎo)了閥控非對(duì)稱液壓缸的比例方向閥的線性化負(fù)載一流量方程，

2、結(jié)合非對(duì)稱液壓缸的力平衡方程，導(dǎo)出比例閥控非對(duì)稱液壓缸的數(shù)學(xué)模型，建立了電液比例位置控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，對(duì)位置控制系統(tǒng)進(jìn)行了靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性分析。對(duì)常規(guī)PID控制算法和模糊控制算法進(jìn)行了討論，設(shè)計(jì)了模糊自整定PID控制器，并利用這些算法對(duì)該位置控制系統(tǒng)進(jìn)行校正，用MATLAB軟件SIMULINK工具箱對(duì)位置控制系統(tǒng)建立了系統(tǒng)的仿真模型，繼而在輸入信號(hào)下對(duì)系統(tǒng)無干擾和有干擾的情況下進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)，通過比較仿真后的位置控制響應(yīng)曲線圖，

3、得出該系統(tǒng)在不同的控制算法下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)過校正后的控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性明顯優(yōu)于未經(jīng)校正的控制系統(tǒng)，響應(yīng)迅速，調(diào)節(jié)較快；模糊PID自整定控制算法融合了PID和模糊控制兩者的優(yōu)點(diǎn)，使得液壓缸活塞桿的位置統(tǒng)輸出動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能大大改善。搭建了電液比例位置控制實(shí)驗(yàn)臺(tái)，選用西門子S7200PLC實(shí)現(xiàn)其控制，對(duì)PLC通過軟件編制了相關(guān)算法和控制程序，在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上完成了該位置控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究，對(duì)無干擾和有干擾工作條件下控制特性進(jìn)行了分

4、析比較，并對(duì)兩種控制算法在無干擾和有干擾的情況下的仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果基本一致，但與仿真結(jié)果存在差異，主要表現(xiàn)在實(shí)際運(yùn)行過程中有超調(diào)，系統(tǒng)對(duì)干擾不敏感，這主要與系統(tǒng)的機(jī)械慣性和液壓系統(tǒng)的剛度較大有關(guān)；最后，對(duì)PLC與上位計(jì)算機(jī)的通訊做了一些研究，采用了西門子PLC中的自由口通訊協(xié)議，用VB6.0軟件設(shè)計(jì)了通訊界面，實(shí)現(xiàn)了PLC與上位計(jì)算機(jī)之間的通訊，使得實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加直觀。經(jīng)過仿真及實(shí)驗(yàn)，結(jié)果說明本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)能夠