工程车辆液压驱动系统模糊PID自适应控制策略研究

作     者：丘铭军 

作者单位：长安大学 

学位级别：硕士

导师姓名：姚怀新

授予年度：2006年

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械工程] 

主      题：静液传动 流量耦合 时变非线性 模糊PID自适应控制 算法 动态仿真 

摘      要：工程车辆牵引动力学步入了液压牵引动力学研究的崭新阶段，研究目的是改善提高机器在动态条件下工作的适应能力，从而实现车辆性能指标的最优化，操纵的全面自动化和智能化，其核心内容为发动机变转速下，变量泵-变量马达系统的结构特性以及控制策略的研究。 文章分析表明，车辆液压驱动时变非线性系统的线性模型已不能很好地满足机器的动力性，经济性要求。针对随之出现的复杂多变量液压驱动控制问题，本文根据分段思想，结合功率控制和工程实用的理想传动控制结构，提出了车辆液压驱动系统的现代综合控制策略。 文中建立了发动机变转速下，变量泵—变量马达的车辆系统非线性动态模型，并对这一多参数、时变强干扰系统进行分析，提出了包含恒功率输入环节和被控对象环节在内的综合控制结构。文章通过对马达采用三段式压力排量控制的方法将这一复杂非线性系统进行分段讨论，并重点讨论了较为复杂的流量耦合非线性区段。在该非线性区段，对耦合变量非线性方程，采用泰勒级数展开法对系统进行线性化，在Matlab／Simulink软件下建立流量耦合非线性区段的模糊PID自适应控制及恒功率控制的计算机仿真模型，并以某液压底盘试验台为算例，对该自适应控制方法进行仿真，获得较佳的动、静态性能，表明了该法的工程实用性。随后分析了该自适应控制策略在马达变排量区段的可行性，仿真发现该模糊PID自适应控制策略能很好地解决马达变排量控制问题。最后分析了控制方法中的各参数对系统性能的影响，在已有的公式基础上给出了选择控制参数的一般性原则。文中的研究方法对其它适用于车辆液压驱动系统的自适应控制方案及其它现代控制方法同样有着借鉴意义。