东莞  樟木头镇、新湾镇、大岭山镇 云梯车出租      云梯车非对称电液伺服缸的设计、建模和控制研究提供了理论指导内容??         本文围绕阀控非对称缸电液位置伺服系统的动态特性和控制策略展开研究，完成了伺服缸结构参数和密封方式的设计，分析了活塞初始位置变化和油液体积弹性模量变化对于系统响应性能的影响，对比研究了普通PID控制和基于粒子群优化的模糊PID控制对于系统动态性能的改善，并通过试验测试验证了理论模型和仿真结果的正确性，为非对称电液伺服缸的设计、建模和控制研究提供了理论指导。本研究主要完成了以下工作内容：

   （1）非对称伺服缸的压力特性分析和负载匹配设计, 通过对对称阀控非对称缸电液伺服系统的压力特性和流量特性进行分析，揭示了对称阀控非对称缸系统换向过程中的压力越变、压力超限和气蚀现象，指出了伺服缸安全的有限承载范围。探讨了系统输出特性和负载特性的最佳匹配关系，根据负载匹配原则完成了非对称伺服缸结构参数的设计，避免了工作过程中超压和气蚀现象的发生。

  （2）静压支撑间隙密封的设计和有限元分析, 考虑到伺服缸高频振动产生的摩擦热问题，在活塞杆的密封方式上采用了静压支撑间隙密封，理论上分析了液体静压轴承的工作机理，根据伺服缸的相关参数完成了小孔节流式静压轴承的设计。建立了静压轴承内部流场的有限元模型，运用Fluent软件分析了不同偏心和不同供油压力下油腔的压力分布，验证了静压轴承的径向承载能力。

  （3）阀控非对称缸电液伺服系统的数学建模和动态特性分析, 针对阀控非对称缸结构的不对称性、高度非线性性和参数不确定性等特点，考虑了液压弹簧刚度和油液压缩特性的影响，建立了包含活塞初始位置和变体积弹性模量的传递函数和状态方程，着重分析了两个参数变化时电液伺服系统动态特性的改变，为阀控非对称缸的精确建模和动态特性分析提供参考。

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    （4）基于粒子群优化的模糊PID控制策略分析, 针对阀控非对称缸系统的控制问题，应用了一种基于粒子群算法优化(PSO)的模糊自适应PID控制方法，建立了相应的优化模型。同时，利用AMESim与Simulink联合仿真对比研究了不同含气量的阀控缸模型在传统PID与PSO_FPID两种控制方法下的动75态响应特性，验证了本文所设计的控制方法具有较好的自适应能力和鲁棒性。

    （5）阀控非对称缸电液位置伺服系统的试验研究,  阐述了试验测试原理，完成了虚拟控制器的设计，通过试验研究分析了活塞不同初始位置处非对称伺服缸在普通PID和PSO_FPID控制下的位移阶跃响应，并将试验结果与联合仿真结果进行对比分析，验证了理论模型的正确性和所设计控制策略的有效性。

       本文的创新点：（1）在活塞杆的密封方式上采用静压支撑间隙密封，通过静压轴承的使用，使伺服缸具有一定的径向承载能力；（2）应用了一种基于粒子群算法优化的模糊自适应PID控制方法，该控制方法不仅能够根据伺服缸的位移输出在线调整PID的控制参数，而且能够运用优化算法实现模糊控制参数的优化整定，两种方法的组合保证了系统最佳参数匹配下的自适应控制。根据阀控非对称缸的负载匹配原则，完成了非对称伺服缸的结构设计，并对阀控非对称缸系统进行了动态特性分析、控制策略研究和试验测试验证等工作。

        由于时间原因，研究工作还有诸多方面需要进一步深入，主要包括以下几个方面：（1）对称阀控非对称缸由于其结构上的不对称性，使得伺服缸的有效承载能力特别是承拉能力大大降低。而若采用非对称阀控非对称缸，实现阀口面积与伺服缸两腔面积的完全匹配，可以改善系统的承载性能。因此非对称阀控非对称缸的设计形式将是后续工作的重点。（2）研究中单独分析了活塞初始位置和油液有效体积弹性模量对于系统动态性能的影响，忽略了由于磨损导致伺服缸摩擦和泄露等参数变化时的情况，因此在后续工作中，考虑摩擦和泄露，研究单个参数变化或者多个参数同时变化对于系统响应的耦合影响显得很有必要。（3）由于实验条件受限，本研究中的仿真分析和试验测试都是在空载条件下进行。因此，在后续研究中，分析负载变化对于系统动态响应和控制器控制性能的影响是工作中的重中之重。

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