连续热压机板厚控制系统智能控制算法研究

毕业论文连续热压机板厚控制系统智能控制算法研究学生姓名：XXX专业班级：自动化2011级2班指导教师：XXX教授学院：机电工程学院2015年6月连续热压机板厚控制系统智能控制算法研究摘要随着木质材料以及木质复合材料研究的快速发展，中密度纤维板生产工艺研究越来越受到重视，热压环节作为中密度纤维板整个工艺流程中最为重要的一个环节，在很大程度上决定了产品的物理性能和市场认可程度，同时也是制约我国中密度纤维板生产工艺水平提高的一个瓶颈。本学位论文主要对中密度纤维板热压位置伺服系统的跟踪控制问题进行了系统的研究，主要工作如下：首先，根据中密度纤维板热压位置伺服系统的组成结构以及四通阀控液压缸动力机构的三个基本方程，推导出了热压位置伺服系统的数学模型，并给出了系统参数的标称值。其次，针对中密度纤维板热压位置伺服系统，提出一种反步跟踪控制策略，在不考虑系统参数以及外干扰的不确定性的前提下，设计了反步控制器，并根据Lyapunov稳定性理论对系统的稳定性以及跟踪误差渐近收敛进行证明。实验结果表明,反步控制器较常规PID控制器具有更好的控制效果。最后，考虑到中密度纤维板热压位置伺服系统存在系统参数和外干扰的不确定性，提出了自适应反步控制方案，将反步控制方法与自适应控制相结合设计了控制器，并且根据Lyapunov稳定性理论给出了系统渐进稳定以及跟踪误差渐进收敛的证明，所设计的控制器对参数不确定性以及外干扰具有较强的鲁棒性。关键词中密度纤维板；热压位置伺服系统；反步控制；自适应控制StudyonIntelligentControlAlgorithmofContinuousHotPressPlateThicknessControlSystemAbstractWiththerapiddevelopmentoftheresearchofwoodandwoodcompositematerials,theresearchonproductiontechnologyofMediumDensityFiberboard(MDF)isattractingmoreandmoreattention,hotpressingprocessasoneofthemostimportantpartsofthewholeprocess,tosomeextent,notonlydeterminestheproductphysicalpropertiesanddegreeofmarketacceptanceofMDFproducts,butalsoisabottleneckwhichrestrictstheincreaseofthelevelofMDFproductioncraft.ThispaperwillsystematicallystudyonthetrackingcontrolproblemofMDFhotpresspositionservosystem.Firstly,accordingtothestructureofMDFhotpresspositionservosystemandthethreebasicequationsofthepower-mechanismofvalve-controlledhydrauliccylinder,themodelofhotpresspositionservosystemisestablished,moreoverthenominalvaluesofthemainparametersofthesystemaregiven.Secondly,aimingatMDFhotpresspositionservosystem,thebacksteppingcontrolstrategyisproposed.Withoutconsideringtheuncertaintyofthesystemparametersandexternaldisturbance,thebacksteppingcontrollerisdesigned.AccordingtoLyapunovstabilitytheory,theproofsofthestabilityofthesystemandasymptoticallyconvergesofthetrackingerrorsaregiven.ExperimentalresultsshowthatthebacksteppingcontrollerhasbettercontrolperformancethanPIDcontroller.Atlast,consideringthatMDFhotpresspositionservosystemcontainsparameteruncertaintiesandexternaldisturbance,theadaptivebacksteppingcontrolstrategyisproposed,combiningbacksteppingcontrolmethodwithadaptivecontrol,thecontrollerisdesigned.TheasymptoticstabilityofthesystemandtheasymptoticconvergenceofthetrackingerrorareprovedbyLyapunovstabilitytheory.Thedesignedcontrollerhasstrongrobustnessagainsttheparameteruncertaintiesandexternaldisturbanceofthesystem.KeywordsMediumDensityFiberboard;hotpressingpositionservosystem;backsteppingcontrol;adaptivecontrol目录摘要Abstract1前言...........................................................................................................................................11.1课题的研究背景...................................................................................................................11.2国内外MDF研究情况.........................................................................................................11.3控制方法的国内外发展.......................................................................................................31.4课题研究的目的和意义.......................................................................................................41.5研究内容及方法...................................................................................................................42纤维板热压工艺及板厚控制系统模型..................................................................................62.1中密度纤维板热压工艺.......................................................................................................62.1.1中密度纤维板的定义........................................................................................................62.1.2MDF相关概念...................................................................................................................62.1.3MDF热压工艺介绍...........................................................................................................72.2热压工艺参数的设定...........................................................................................................82.3影响MDF热压工艺的因素.................................................................................................92.4板厚控制系统模型.............................................................................................................102.5本章小结.............................................................................................................................133纤维板热压位置伺服系统反步法控制与仿真....................................................................143.1反步控制基本理论.............................................................................................................143.1.1反步法控制技术的思想..................................................................................................143.1.2反步法的优点..................................................................................................................143.1.3反步法控制的基本方法与应用......................................................................................143.2热压位置系统的反步控制.................................................................................................173.2.1控制器的设计.............................