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1、阀控缸系统在有超调前提下快速性研究,成 员：林银福、谷岩帅、赵鑫、柴英杰 指导老师：艾超、陈立娟 汇 报 人：林银福,小组分工,实验：林银福、谷岩帅、赵鑫、柴英杰 仿真：林银福、柴英杰 数据整理：谷岩帅、赵鑫 理论分析：柴英杰 报告和PPT制作：林银福、谷岩帅 汇报：林银福,目录,一、研究目的,采用Amesim软件仿真分析手段与力士乐实验平台实验手段，通过本课题的完成，对控制系统的快速性进行更为深入的学习，重点掌握以下知识点： 1) 系统仿真模型建立方法 2) 实验平台搭建 3) 控制系统在有超调的前提下的快速性影 响因素 4) 控制系统提高快速性方法,二、理论分析,对于二阶系统，当阻尼比大于
2、0小于1时，给定单位阶跃信号后，系统的响应会出现超调，即系统的响应会在1上下波动。系统的瞬态响应指标有上升时间tr、峰值时间tp、调整时间ts、超调量Mp。其中和快速性有关的是上升时间tr、峰值时间tp、调整时间ts。 当无阻尼自然频率不变时，随着阻尼比的减小（阻尼比在0-0.7范围内变动），上升时间tr、峰值时间tp、调整时间ts均变小，即系统的快速性增加。,理论分析,在串联校正时，PI控制器相当于在系统中增加了一个位于原点的开环极点，同时也增加了一个位于s左半平面的开环零点。位于原点的极点可以提高系统的型别，以消除或减小系统的稳态误差，改善系统的稳态性能；而增加的带负实部的零点则用来减小系
3、统的阻尼比，缓和PI控制器极点对系统稳定性及动态性能产生的不利影响，故Kp越大，系统的快速性越强。,整体方案,原理图,三、实验部分,本次实验的实验台的控制采集系统使用的是NI系统，编程软件为Labview，搭接平台是力士乐的工作台。我们首先按照原理图完成液压元件的搭接，再利用Labview编程，然后将控制器和工作台连接，给定单位阶跃信号后，设置不同的偏移量，通过调定PI控制器的各个参数，主要是比例系数，使系统处于具有超调量的情况下，观察不同参数对系统快速性的影响。调整使系统达到所需，并将有关数据进行记录和采集。,用Labview软件编的程序,用Labview直接生成的波形图,偏移量为3.9 K
4、p=5 Ki=5,偏移量为3.9 Kp=9 Ki=9,偏移量为3.9 Ki=16,Kp=3：,Kp=11：,偏移量为3.9 Kp=16,Ki=3：,Ki=5：,偏移量为4.1 Kp=16,Ki=5：,Ki=15：,结论,（1）经过比较，我们发现KP越大，曲线上升越快，即系统快速性越好，这与理论分析完全一致。 （2）我们得出结论KI影响系统的稳定性，KI越大稳定性越好，但系统的快速性越差 。,3,四、仿真部分,通过在AMESim中搭建简单的阀控缸液压系统，将要进行的试验进行初步的仿真，将所需要的数据进行采集。,仿真结果,结果分析： 当偏移量一定时，Kp越大，响应曲线上升越快，即系统快速性越好。偏
5、移量对系统的快速性没有影响。,五、MATLAB数据处理,结果分析： Kp越大，上升时间越短，系统快速性越好。偏移量对系统的快速性没有影响。,24,六、心得体会,通过此三级项目，我们把控制工程基础课程中学到的基础理论知识用于分析和解决项目中出现和处在的问题，在项目分析中理解了如何将所学理论知识应用于解决实际问题的方法和思路；通过基于团队的学生分工协作，在充分分析讨论的基础上，我们找到解决问题的方案。团队合作能力等方面得到锻炼和提高；而且在解决问题过程中我们锻炼了查阅文献、阅读相关技术资料和调查研究能力；)掌握Labview软件和Amesim软件。下一步我们会对系统快速性进行更全面的评价和研究。在以后的学习过程中，积极思考、主动学习，提高综合运用本门课理论知识，并为后续其他专业课程的学习打下基础。,Thank You !,
