海珠高空作业车出租, 白云高空作业车出租, 荔湾高空作业车出租 高空作业车系统动态性能的改善控制策略？ 采用不必基于模型的单神经元自适应PID和干扰观测器相结合的控制策略, 以某型54m高空作业车电液比例调平系统为例, 采用AMESim和MATLAB/Simulink建模协同仿真, 以期验证控制策略的有效性。调平系统原理：电液比例调平系统采用定量泵提供工作压力p, 倾角传感器采集平台倾角信号, 经过闭环控制器处理后, 驱动电液比例伺服阀芯移动, 从而使调平油缸动作, 带动链传动机构实现平台调平操作。调平系统实质是一个位置伺服控制系统。调平系统数学模型, 利用流量连续性方程和力平衡方程可得非线性调平系统的状态空间表达式。
链传动分析：链传动是带有中间柔性体的啮合传动, 由于链传动的多边形效应, 链传动的瞬时传动比是不断变化的, —瞬时传动比;—主从动轮的角速度;—主从动轮的半径;—啮合过程中链节铰链在主从动链轮上的相位角。调平系统中选用单排滚子传动链, 将链条抽象为有限个集中质量分布的力学模型, 假设: (1)链边为一个张紧的弦, 链条质量集中在各个铰链中心; (2)链条横向振动时的振幅很小, 链节间的张力T为定值; (3)链条仅在链轮所在的平面内产生振动; (4)链条横向振动时无阻尼存在。现取第i节铰链进行受力分析。—集中在铰链中心的链节质量;—链条节距;—第i个铰链横向振动y方向的振幅。链条横向振动振幅很小, 2阶常系数线性齐次微分方程组, 其中ui是一组常数, 对于所有坐标yi都是相同的, (6) 采用分离变量法解得: （7)最后可求得链传动系统的全部振动频率: (8) 对于文中分析的低频调平系统, 链条横向振动的低频部分会引起系统的共振, 造成平台的抖动, 高频部分又是一种干扰, 两者都影响系统的稳定性。
干扰抑制及系统辨识：将链条横向振动干扰及模型参数变化造成的实际对象与名义模型输出的差异等效到控制输入端, 在控制中引入等效的补偿, 实现对干扰的完全抑制。干扰观测器结构中, 控制对象传递函数, 等效干扰, 观测到的干扰, 控制器输出, 外部测量噪音。可以看出等效干扰 从而对象的输入, 实际上对象的输入, 通过这种结构可以将干扰抑制。但在实际系统中, 上述结构的设计有一定困难:(1)Gp(s)的准确数学模型无法得到;相对阶不为零, 在物理上不可实现。针对以上情况, 系统模型辨识做了详细的分析, 这里直接采用其结论。
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假设链条在工作时, 主动边始终处于水平位置, 调平系统执行机构从动链轮角速度恒定, 则: (1)链传动传递函数:, 随着链条铰链i销轴中心和主动链轮开始啮合到铰链, 销轴中心和主动轮开始啮合, 相位角β和γ的变化范围分别, 随着每一次的啮合相位角呈现周期性的变化。(2)从式(8)看出, 在前面假设的条件下, 链条横向振动频率只取决于链条的自身参数, 每节铰链都具有不同的自振频率, 调平过程中链条匀速运动且为中速。平台倾角控制在±3以内, 链条调整角也在这个范围内, 从动链轮分度圆半径R1=382mm, 在这个调整范围内取12节铰链分析, 则链条横向振动频率为: 对于高空作业车平台电液比例调平系统, 从两个方面对调平系统稳定性进行仿真分析: (1)给定不同的控制信号, 分析调平系统的跟随特性, 是调平系统稳定性分析的一个方面, 这也同时反映出调平作业平台角度纠偏的能力。分析方波控制信号r(t)=0.5sgn[sin(8πt)]和正弦控制信号。 1方波控制信号; 2闭环控制器作用下跟随曲线; 3常规PID作用下跟随曲线。 1正弦控制信号; 2闭环控制器作用下跟随曲线; 3常规PID作用下跟随曲线 , 由于存在负载扰动及链条横向振动, 常规PID控制下系统有明显超调及振荡;采用闭环控制器抑制了超调和振荡, 而且不论在哪个阶段, 系统都有良好的跟踪效果, 证实控制策略可行。
(2)给定作业平台一个初始角度偏差值, 分析调平系统阶跃响应动态性能, 这是调平系统稳定性分析的另一个方面。给定平台初始偏差角为2.5, 分析在不同控制器作用下系统动态性能。可以看出, 由于存在链条的横向振动, 在采用常规PID控制的情况下, 系统出现了超调和振荡, 振幅在±0.5°范围内, 作业平台小幅振荡。采用闭环控制器后, 系统振荡和超调被抑制了, 而且系统的响应明显加快, 证明了这种控制策略的可行性。
不同控制方式作用下系统动态响应这里需要说明: (1)调平系统中作业臂的抖动、平台受到气流冲击的抖动等暂不做考虑, 闭环控制器的设计也就只针对于消除链条的横向振动。(2)对于系统中长管道的影响, 单神经元自适应控制也起到了调节的作用, 文中重点阐述链条横向振动对调平稳定性的影响, 对长管道的部分就没有进行详细的分析。针对采用链传动作为执行机构的高空作业车电液比例调平系统, 由于链条横向振动而影响系统动态性能。采用单神经元自适应和干扰观测器相结合的控制策略设计闭环控制器, 仿真结果表明该闭环控制器达到了设计的目的。链传动作为非线性系统, 它的振动问题非常的复杂, 文中链传动的简化具有局限性和近似性, 但对于非线性问题的分析不失为一种尝试的方法。调平系统中影响平台稳定性的因素很多, 改善系统动态性能的控制策略也有很多, 这都有待进一步的探讨。
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