登高安装车自整定PID控制器的设计研究    广州登高安装车出租, 广州登高安装车租赁, 广州登高安装车,   现有的控制策略主要分为传统控制和智能控制。传统控制策略包括PID控制、鲁棒控制、自适应控制和变结构控制等。智能控制策略有模糊控制、神经网络控制、遗传算轨迹生成控制系统连杆机构工作装置轨迹生成法等控制理论。PID控制是现阶段工业控制应用最广控制理论，得益于其控制结构简单，实际工程中便于整定等特点。PID控制方法基于反馈理论，是一种线性控制，理论成熟，可靠性较高，而且不需要了解被控对象的数学模型，只要调节合适的参数就能得到理想的控制结果。

       在进行控制系统设计之前，必须先要对控制系统的数学模型进行稳定性分析。添加控制算法的前提是连杆机构的控制系统必须处于稳定状态。首先，我们建立控制系统的数学模型，并计算各连杆控制系统的开环传递函数。登高安装车连杆机构的控制系统采用电液比例控制，主要元件包括D/A转换器、比例放大器、电液比例阀、位置传感器等。在登高安装车连杆机构的控制中，油缸主要承受惯性负载，因此可以忽略弹性负载的影响。要想控制器实现定向轨迹的控制，必须对登高安装车连杆机构进行改进。油缸驱动力的大小由电液比例阀掌控。在忽略负载干扰后，工程中常用的油缸的传递函数为： 比例放大器电液比例阀油缸D/A, 位置传感器液压源, ，h为液压固有频率；h为液压阻尼比，取值范围：(0.1,0.2)；ceK为流量压力系数；AP为各连杆上油缸工作行程的有效作用面积；e为有效体积弹性模量，取值空间一般为（700~1400×106）；PB为粘性阻尼系数，计算时一般忽略不计；Vt为油缸与活塞杆工作时两个油腔的总容积，一般取活塞运动至行程一半时的油缸总容积；tm为活塞质量；W为阀芯面积梯度；cr为阀芯与阀套间隙；D为阀芯直径，为液压油粘度,单位都是国际单位。

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     一级连杆控制系统的传递函数,  是自动控制系统中最首要的数学模型，可以利用控制原理动态结构图的化简来求传递函数。传递函数的稳定性决定了是否能够添加控制算法。我们可以进行传递函数的求解。 实际生产中，电液比例阀的响应速度要高于油缸的响应速度，因此在工程上一般将电液比例阀看作二阶震荡环节，其传递函数为, 通过电液比例阀手册可得到的相关参数：时间常数=0.05，3317.6210qKmsA，可以获得电液比例阀的传递函数：根据比例放大器的电压信号范围U（0~10V）和电流信号I（0~1500mA），可以求得比例控制器的传递函数1aIKU=1.50.1510A/V。D/A转化器的传递函数忽略不计。位移传感器的传递函数Km=1。根据油缸活塞杆及其相应关节转角之间的关系，得出其一级连杆机械机构本体的机械增益：1jK=300º/m。综合以上所求解到的传递函数，得到一级连杆的开环传递函数为：在MATLAB中建立登高安装车连杆机构一级连杆系统的数学模型，得到其开环传递函数的Bode图，一级连杆的传递函数处于稳定状态，因此可以对一级连杆的控制系统添加控制算法，进行轨迹规划的控制。油缸的传递函数为：  电液比例阀的传递函数： 根据比例放大器的电压信号范围U（0~10V）和电流信号I（0~1500mA），可以求得比例控制器的传递函数2aIKU=1.50.1510A/V。根据油缸活塞杆机器相应关节转角之间的关系，得出其二级连杆机械机构本体的机械增益：K2j=600º/m。通过以上求解，得到二级连杆开环控制系统的传递函数.  同理，在MATLAB中建立登高安装车连杆机构二级连杆控制系统的数学模型，得到其开环传递函数的Bode图， 二级连杆控制系统的传递函数处于稳定状态，因此二级连杆的控制系统可以添加控算法。 （2）三级连杆的PID控制仿真由于二级油缸与三级油缸选用的油缸型号相同，三级连杆所用油缸的参数与二级油缸参数相同，因此其油缸的传递函数相同、电液比例阀的传递函数、比例控制器的传递函数与上一节相同，不再在此赘述。三级连杆机械机构本体的机械增益：K3j=750.2375º/m。因此，三级连杆控制系统的开环传递函数为：在MATLAB中建立登高安装车连杆机构三级连杆控制系统的数学模型，得到其开环传递函数的Bode图，由图5.5可知，三级连杆控制系统的传递函数处于稳定状态，因此可以添加控算法。

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