基于Simulink电液比例位置控制系统的性能分析和优化.pdfVIP

第43

卷第5期西华大学学报（自然科学版）2024

年

9

月

Vol.

43，No.

5Journal

of

Xihua

University（Natural

Science

Edition）Sep.

2024

·

机电工程

·

基于Simulink电液比例位置控制系统的

性能分析和优化

1111112

高振军，张加恒，李文杨，何国斌，刘

海，冯

威，Oybek

Ishnazarov，

Martina

Zelenakova3

（1.

三峡大学机械与动力学院,

湖北

宜昌

443002；2.

Institute

of

Energy

Problems

of

the

Academy

of

Sciences，Tashkent

100084

Uzbekistan；3.

Institute

of

Sustainable

and

Circular

Construction,

Faculty

of

Civil

Engineering，Košice

04001

Slovakia）

摘

要：为改善某钢铁公司电液比例位置控制系统相关系统性能，文章使用数值计算分析方

法，建立电液比例位置控制系统的数学模型，通过Simulink软件构建模型，并分析可知，系统的幅值

裕度为25

dB，相位裕度为89.6°，结合伯德图的曲线特征，发现该系统的准确性与稳定性已满足基本

要求，但通过系统的阶跃响应曲线，发现其上升时间为4.26

s、调整时间为5.83

s，系统响应的快速性

没有达到要求。为进一步改进系统性能，选取结构简单、适用范围广的PID控制器，通过添加PID控

制和不断修改PID控制器参数，优化系统性能，优化后的系统幅值裕度为5.18

dB，相位裕度90°，上

升时间为0.236

s，调整时间为0.435

s，系统在保持良好的准确性和稳定性的基础上，快速性也得到了

改善，已完全满足工业生产的要求。最后讨论了液压缸有效面积对PID控制性能的影响：Ah

222

0.15~0.20时系统性能仍有较好的适用性；小于0.15时会发生剧烈震动；大于0.20会大大增

mmm

加响应时间。

关键词：电液比例位置控制系统；Simulink仿真；PID控制；Tuner优化

中图分类号：TP273；TP302.7

文献标志码：A

文章编号：1673–159X(2024)05

−

0088

−

08

doi：10.12198/j.issn.1673

−

159X.4985

Performance

Analysis

of

Electro-Hydraulic

Proportional