大功率液压马达试验控制系统研究

作     者：张冰玉 

作者单位：沈阳工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：苏东海

授予年度：2023年

学科分类：08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 

主      题：马达试验台 加载系统 控制性能 神经网络 

摘      要：液压马达试验台是一种用于测试液压马达排量、效率等性能的试验设备,对液压马达的性能检测以及定期维护起着至关重要的作用。我国现有的液压马达试验台多为出厂试验台,难以完成液压马达型式试验的检测任务,并且国内在大功率、高效率液压马达试验台系统的研制方面还存在一定空缺。针对上述问题,本文研究了一种大功率液压马达试验台,尤其是对试验台加载系统的控制性能问题进行了深入分析,其理论研究对高品质液压马达试验台具有指导意义。首先,在对大功率、多型号液压马达进行试验时,为达到节省功率、提高试验效率的目的,提出了一种基于比例变量泵和比例溢流阀复合加载的大功率液压马达试验台,为研制大功率液压马达试验台奠定了基础。其次,根据大功率液压试验台的加载特点,为防止试验台功率损失过大,同时提高加载效率,对试验台加载系统进行了深入研究。建立了变量泵阀控缸系统的数学模型,推导出控制系统的传递函数,并对阀控缸系统的稳定性和响应特性进行了分析。然后,为了提高试验台加载系统的控制性能和加载精度,在变量泵阀控缸电液比例控制系统中加入了PID控制器,并采用遗传算法对控制器的参数进行离线整定,提高了控制系统的性能。考虑到试验台的实际工况较为复杂,且工作过程中存在非线性、不确定性等问题,为进一步提高系统控制性能,设计了RBF-PID控制器,解决了传统PID控制器无法对参数进行在线调整的问题。由于神经网络参数整定存在一定困难,采用遗传算法对RBF神经网络的参数进行整定和优化,经对比分析,验证了其优秀的控制效果,满足试验台加载系统的控制要求。最后,为实现对试验数据的自动、连续采集与处理,且便于试验台人机交互,对试验台计算机测控系统进行研究。对数据采集和处理的方法进行了分析,并对测控系统界面以及程序进行了设计,提高了试验台系统的可操作性。大功率液压马达试验台扩大了液压马达产品的检测范围,且通过将电液比例控制技术以及智能控制算法应用在试验台上,提高了试验台的控制性能,为大功率液压马达试验台的研究提供了思路。