电液伺服控制系统的应用研究
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1电液伺服控制系统1.1电液控制系统的发展历史概述液压控制技术的历史最早可以追溯到公元前240年,一位古埃及人发明的液压伺服机构———水钟。
而液压控制技术的快速发展则是在18世纪欧洲工业革命时期,在此期间,许多非常实用的发明涌现出来,多种液压机械装置特别是液压阀得到开发和利用,使液压技术的影响力大增。
18世纪出现了泵、水压机及水压缸等。
19世纪初液压技术取得了一些重大的进展,其中包括采用油作为工作流体及首次用电来驱动方向控制阀等。
第二次世界大战期间及战后,电液技术的发展加快。
出现了两级电液伺服阀、喷嘴挡板元件以及反馈装置等。
20世纪50~60年代则是电液元件和技术发展的高峰期,电液伺服阀控制技术在军事应用中大显身手,特别是在航空航天上的应用。
这些应用最初包括雷达驱动、制导平台驱动及导弹发射架控制等,后来又扩展到导弹的飞行控制、雷达天线的定位、飞机飞行控制系统的增强稳定性、雷达磁控管腔的动态调节以及飞行器的推力矢量控制等。
电液伺服驱动器也被用于空间运载火箭的导航和控制。
电液控制技术在非军事工业上的应用也越来越多,最主要的是机床工业。
在早些时候,数控机床的工作台定位伺服装置中多采用电液系统(通常是液压伺服马达)来代替人工操作,其次是工程机械。
在以后的几十年中,电液控制技术的工业应用又进一步扩展到工业机器人控制、塑料加工、地质和矿藏探测、燃气或蒸汽涡轮控制及可移动设备的自动化等领域。
电液比例控制技术及比例阀在20世纪60年代末70年代初出现。
70年代,随着集成电路的问世及其后微处理器的诞生,基于集成电路的控制电子器件和装置广泛应用于电液控制技术领域。
现代飞机上的操纵系统。
如驼机、助力器、人感系统,发动机与电源系统的恒速与恒频调节,火力系统中的雷达与炮塔的跟踪控制等大都采用了电液伺服控制系统。
飞行器的地面模拟设备,包括飞行模拟台、负载模拟器大功率模拟振动台、大功率材料实验加载等大多采用了电液控制,因此电液伺服控制的发展关系到航空与宇航事业的发展,在其他的国防工业中如机器人也大量使用了电液控制系统。
高频响电液伺服阀的控制系统设计与优化摘要:高频响电液伺服阀是一种能够快速、准确地控制液压系统流量和压力的关键元件。
本文主要探讨了高频响电液伺服阀的控制系统设计与优化方法。
首先,介绍了高频响电液伺服阀的工作原理和特点。
然后,详细阐述了控制系统设计的关键问题,包括传感器的选择、控制器的设计、反馈控制算法的优化等。
最后,结合实际案例,展示了控制系统设计与优化在高频响电液伺服阀中的应用效果。
1. 引言高频响电液伺服阀是液压系统中重要的执行元件,广泛应用于工业设备和机械控制领域。
它具有快速响应、高精度和较大流量控制范围等特点,对于机械系统的稳定性和性能至关重要。
因此,控制系统设计与优化对于高频响电液伺服阀的使用和应用至关重要。
2. 高频响电液伺服阀的工作原理和特点高频响电液伺服阀的工作原理是通过电磁力控制和调节液阻,实现液压系统的流量和压力的控制。
它采用高灵敏度电磁阀芯和动态稳压机构,能够快速响应输入信号并精确控制液压系统的参数。
高频响电液伺服阀的特点包括响应时间短、流量控制精度高、可靠性好等。
3. 高频响电液伺服阀控制系统设计的关键问题3.1 传感器的选择传感器的选择对控制系统的准确性和可靠性具有重要影响。
在高频响电液伺服阀控制系统设计中,常用的传感器包括位移传感器、速度传感器和压力传感器。
根据具体的应用需求和系统要求,选择合适的传感器进行测量和反馈。
3.2 控制器的设计控制器是控制系统的核心部分。
在高频响电液伺服阀中,通常采用PID控制器来实现稳定的控制。
PID控制器通过计算误差、积分和微分来调节和修正输出信号,从而实现对液压系统的控制。
在控制器设计中,需要考虑控制系统的动态响应特性和稳定性,选择合适的参数进行调节和优化。
3.3 反馈控制算法的优化反馈控制算法对于高频响电液伺服阀的性能至关重要。
常用的反馈控制算法包括位置控制、速度控制和压力控制等。
在优化反馈控制算法时,需要考虑实际的控制需求、系统动态特性和系统稳定性等因素,并结合实际的试验数据进行参数调整和优化。
仿生液压四足机器人电液伺服控制系统的设计与研究共3篇仿生液压四足机器人电液伺服控制系统的设计与研究1仿生液压四足机器人电液伺服控制系统的设计与研究随着科学技术的不断发展,仿生机器人技术越来越成熟,已经被广泛应用于工业自动化和医疗领域。
仿生液压四足机器人是一种非常先进的仿生机器人,它可以在各种恶劣的环境下进行机械装卸、军事侦察、救援救灾等工作。
在众多的机器人种类中,液压四足机器人具有结构简单、运动灵活、负载能力强、自适应性好等优点,广泛应用于军事、救援、能源、建筑、农业等领域。
本文介绍了仿生液压四足机器人的电液伺服控制系统设计和研究。
液压四足机器人的动力往往来自于液压系统,因此电液伺服控制系统是液压四足机器人运动控制的核心。
电液伺服控制系统是指将电信号转换为液压信号的系统,实现液压泵、阀门、执行器等的精确控制。
在液压四足机器人中,电液伺服控制系统的性能直接影响其运动控制精度和稳定性,因此设计一套高性能、高精度的电液伺服控制系统具有重要的意义。
电液伺服控制系统的设计过程需要考虑技术参数、系统结构、硬件设计、软件设计四个方面。
技术参数是指液压系统中传感器、执行器、电机等各个组成部分的规格参数。
在该机器人的设计过程中,需要根据机器人运动的需求和工作环境,综合设计机器人的各项技术参数。
其中,执行器的大小、电机的功率、传感器的灵敏度都需要精确计算和匹配,以保证机器人运动控制的稳定性和精度。
系统结构是指电液伺服控制系统中各个组成部分的排布方式,包括电液伺服控制器、液压泵、阀门、执行器、传感器等。
在设计中,需要考虑系统结构的简洁性、紧凑性、功耗等因素,以便于整机的使用和维护。
硬件设计包括电路设计和机械结构设计。
机械结构设计需要考虑机器人的形状、尺寸和材料等,以便于机器人的运动和受载能力。
电路设计则需要根据机器人的应用环境和技术参数,设计控制器、传感器、执行器等电路电子元器件。
软件设计包括程序设计和算法设计。
程序设计是指通过编写程序来实现机器人各种功能的控制,算法设计则是指通过算法来实现机器人的各种自适应控制功能。
高频响电液伺服阀与比例阀在机器人控制中的应用研究摘要:机器人技术在自动化领域中发挥着越来越重要的作用。
高频响电液伺服阀和比例阀是机器人控制中的关键元件,它们能够实现精确且快速的运动控制。
本文将研究并探讨高频响电液伺服阀与比例阀在机器人控制中的应用,包括其原理、优势以及在不同领域中的具体应用案例。
1. 引言随着科技的发展,机器人技术逐渐成为各个行业中提升生产效率和质量的重要工具。
机器人控制系统中的高频响电液伺服阀和比例阀起着重要作用,能够实现精确、高速的运动控制。
本文将对这两种元件的原理进行研究,并探讨它们在机器人控制中的应用案例。
2. 高频响电液伺服阀原理高频响电液伺服阀是一种通过电流信号控制液压流量的元件。
其原理是通过电压信号的输入,驱动电磁铁开关阀芯,从而控制液压流量的大小。
高频响电液伺服阀具有响应速度快、工作精度高等优点,在机器人控制中扮演重要角色。
3. 高频响电液伺服阀在机器人控制中的应用3.1 机械臂运动控制在机器人的机械臂运动控制中,精细的运动调节是十分关键的。
高频响电液伺服阀能够快速响应和实现高精度的控制,从而使机械臂的运动更加准确和稳定。
3.2 机器人协作在多台机器人协作的场景中,高频响电液伺服阀可以实现机器人之间的精确同步控制。
例如,当一个工作任务需要多台机器人同时进行配合时,高频响电液伺服阀能够确保多台机器人动作的一致性和准确性。
4. 比例阀原理比例阀是一种通过改变控制信号的电流或电压大小来调节阀口开度的元件。
其原理是根据输入信号的大小,改变阀芯的开度,从而控制流体的流量。
比例阀具有调节范围广、工作精度高的优点,在机器人控制中应用广泛。
5. 比例阀在机器人控制中的应用5.1 工作环境控制在一些特殊的工作环境中,机器人需要根据外界环境的变化来调节自身的动作。
比例阀可以根据传感器信号的变化,实时调节机器人的动作,从而适应不同的工作环境。
5.2 工装夹持力控制在某些工装夹持任务中,精确的夹持力是非常重要的。
《电液伺服系统模糊PID控制仿真与试验研究》篇一一、引言随着现代工业自动化技术的飞速发展,电液伺服系统作为重要组成部分,在众多领域中发挥着重要作用。
然而,由于电液伺服系统存在非线性、时变性和不确定性等特点,其控制问题一直是研究的热点和难点。
传统的PID控制方法在面对复杂多变的环境时,往往难以达到理想的控制效果。
因此,本文提出了一种基于模糊PID控制的电液伺服系统控制策略,并进行了仿真与试验研究。
二、电液伺服系统概述电液伺服系统主要由液压泵、液压马达、传感器和控制器等部分组成。
它利用电信号驱动液压系统工作,实现对负载的精确控制。
由于其具有高精度、快速响应等特点,在机械制造、航空航天、船舶等领域得到了广泛应用。
然而,由于电液伺服系统的复杂性,其控制问题一直是研究的重点。
三、模糊PID控制策略针对电液伺服系统的特点,本文提出了一种模糊PID控制策略。
该策略结合了传统PID控制和模糊控制的优点,通过引入模糊逻辑对PID参数进行在线调整,以适应系统参数的变化和环境干扰。
模糊PID控制策略能够在保证系统稳定性的同时,提高系统的响应速度和抗干扰能力。
四、仿真研究为了验证模糊PID控制策略的有效性,本文进行了仿真研究。
首先,建立了电液伺服系统的数学模型和仿真模型。
然后,分别采用传统PID控制和模糊PID控制对模型进行仿真实验。
通过对比两种控制策略的响应速度、稳态精度和抗干扰能力等指标,发现模糊PID控制在电液伺服系统中具有更好的性能。
五、试验研究为了进一步验证模糊PID控制策略的实用性,本文进行了试验研究。
在试验过程中,首先搭建了电液伺服系统的试验平台,然后分别采用传统PID控制和模糊PID控制对实际系统进行控制。
通过对比两种控制策略的试验结果,发现模糊PID控制在电液伺服系统中具有更高的稳态精度和更快的响应速度。
此外,在面对环境干扰时,模糊PID控制也表现出更强的抗干扰能力。
六、结论本文通过对电液伺服系统的模糊PID控制进行仿真与试验研究,验证了该策略的有效性。
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一、引言液压控制技术是以流体力学、液压传动和液力传动为基础,应用现代控制理论、模糊控制理论,将计算机技术、集成传感器技术应用到液压技术和电子技术中,为实现机械工程自动化或生产现代化而发展起来的一门技术,它广泛的应用于国民经济的各行各业,在农业、化工、轻纺、交通运输、机械制造中都有广泛的应用,尤其在高、新、尖装备中更为突出。
随着机电一体化的进程不断加快,技术装各的工作精度、响应速度和自动化程度的要求不断提高,对液压控制技术的要求也越来越高,文章基于此,首先分析了液压伺服控制系统的工作特点,并进一步探讨了液压传动的优点和缺点和改造方向。
二、液压伺服控制系统原理目前以高压液体作为驱动源的伺服系统在各行各业应用十分的广泛,液压伺服控制具有以下优点:易于实现直线运动的速度位移及力控制,驱动力、力矩和功率大,尺寸小重量轻,加速性能好,响应速度快,控制精度高,稳定性容易保证等。
液压伺服控制系统的工作特点:(1)在系统的输出和输入之间存在反馈连接,从而组成闭环控制系统。
反馈介质可以是机械的,电气的、气动的、液压的或它们的组合形式。
(2)系统的主反馈是负反馈,即反馈信号与输入信号相反,两者相比较得偏差信号控制液压能源,输入到液压元件的能量,使其向减小偏差的方向移动,既以偏差来减小偏差。
(3)系统的输入信号的功率很小,而系统的输出功率可以达到很大。
因此它是一个功率放大装置,功率放大所需的能量由液压能源供给,供给能量的控制是根据伺服系统偏差大小自动进行的。
电液伺服阀的发展过程及研究现状分析一概述电液伺服阀是电液伺服控制中的关键元件,它是一种接受模拟电信号后,相应输出调制的流量和压力的液压控制阀。
电液伺服阀具有动态响应快、控制精度高、使用寿命长等优点,已广泛应用于航空、航天、舰船、冶金、化工等领域的电液伺服控制系统中。
二发展过程液压控制技术的历史最早可追溯到公元前240年,当时一位古埃及人发明了人类历史上第一个液压伺服系统——水钟。
然而在随后漫长的历史阶段,液压控制技术一直裹足不前,直到18世纪末19世纪初,才有一些重大进展。
在二战前夕,随着工业发展的需要,液压控制技术出现了突飞猛进地发展,许多早期的控制阀原理及专利均是这一时代的产物。
如:Askania调节器公司及Askania-Werke发明及申请了射流管阀原理的专利。
同样,Foxboro发明了喷嘴挡板阀原理的专利。
而德国Siemens公司发明了一种具有永磁马达及接收机械及电信号两种输入的双输入阀,并开创性地使用在航空领域。
在二战末期,伺服阀是用螺线管直接驱动阀芯运动的单级开环控制阀。
然随着控制理论的成熟及军事应用的需要,伺服阀的研制和发展取得了巨大成就。
1946年,英国Tinsiey获得了两级阀的专利;Raytheon和Bell航空发明了带反馈的两级阀;MIT用力矩马达替代了螺线管使马达消耗的功率更小而线性度更好。
1950年,W.C.Moog第一个发明了单喷嘴两级伺服阀。
1953年至1955年间,T.H.Ca rson 发明了机械反馈式两级伺服阀;W.C.Moog发明了双喷嘴两级伺服阀;Wol pin发明了干式力矩马达,消除了原来浸在油液内的力矩马达由油液污染带来的可靠性问题。
1957年R.Atchley利用Askania射流管原理研制了两级射流管伺服阀。
并于1959年研制了三级电反馈伺服阀。
1959年2月国外某液压与气动杂志对当时的伺服阀情况作了12页的报道,显示了当时伺服阀蓬勃发展的状况。
电液伺服系统的优化设计与控制研究概述电液伺服系统是一种将电力与液压技术相结合的控制系统,能够实现高精度、快速响应的运动控制。
在工业自动化、航空航天等领域有广泛的应用。
本文将围绕电液伺服系统的优化设计与控制展开研究,深入探讨相关技术和方法。
一、电液伺服系统的组成与工作原理电液伺服系统由电气控制部分和液压执行部分组成。
电气控制部分包括传感器、控制器、电动机等,液压执行部分包括液压阀、液压缸等。
电液伺服系统的工作原理是通过电气信号控制液压系统的动作,实现位置、速度、力矩等的精确控制。
二、电液伺服系统的优化设计电液伺服系统的优化设计是提高系统性能、减少能耗和延长使用寿命的重要环节。
主要包括以下几个方面的工作:1. 参数优化:通过对系统参数的合理设计和选择,提高系统的控制性能。
包括选取合适的电动机、液压阀、液压缸等,并确定其参数值,以满足系统的需求。
2. 结构优化:通过对系统结构的调整和优化,减少系统的复杂性和能耗。
可以采用流量分配器、减压阀等组件来改善系统的性能。
同时,还需要考虑系统的可维护性和可靠性。
3. 控制算法优化:选用合适的控制算法,优化系统的响应速度、稳定性和精度。
常用的控制算法包括比例控制、积分控制、PID控制等。
还可以采用模型预测控制、自适应控制等高级控制方法,提高系统的性能。
三、电液伺服系统的控制研究电液伺服系统的控制是其研究的核心内容。
在实际应用中,为了满足不同的控制需求,需要研究和开发相应的控制方法和技术。
以下是几个常见的控制研究方向:1. 位置控制:电液伺服系统可以实现高精度的位置控制。
可以通过采用编码器等传感器,将位置信号反馈给控制器进行闭环控制。
同时,还可以采用滤波器、补偿器等技术,减少位置误差和振荡现象。
2. 力矩控制:对于需要精确控制力矩的应用场景,如机械臂、液压切割等,通过采用力传感器等设备,可以实现对力矩的精确控制。
需要研究合适的力矩控制算法和技术,提高系统的控制精度。
浅谈电液控制技术的研究现状与发展趋势摘要:液压控制系统是在液压传动系统和自动控制技术与理论控制的基础上发展起来的,它包括机械-液压控制系统,电气-液压控制系统和气动-液压控制系统等多种类型。
电液控制系统是电气-液压控制系统的简称,是指以电液伺服阀,电液比例阀或数字控制阀作为电液控制元件的阀控液压系统和以电液伺服或比例变量泵为动力元件的泵控液压系统,它是液压控制中的主流系统。
关键词:液压控制自动控制研究现状发展趋势一、背景电液控制技术是液压技术的一个重要分支,主要表现为电液伺服控制技术和电液比例控制技术。
液压控制技术的快速发展始于18世纪欧洲工业革命时期,在此期间,包括液压阀在内的多种液压机械装置得到很好的开发和利用。
19 世纪初液压技术取得了一些重大的进展,其中包括采用油作为工作流体及首次用电来驱动方向控制阀等[2] 。
第二次世界大战期间及战后,电液技术的发展加快,主要是为了满足军事装备的需求。
到了20世纪50~60 年代,电液元件和技术达到了发展的高峰期,电液伺服阀控制技术在军事应用中大显身手,特别是在航空航天上的应用。
50至60年代早期,电液控制技术在非军事工业中得到了越来越多的应用,最主要的是机床工业,其次是工程机械。
在以后几十年中,电液控制技术的工业应用又进一步扩展到工业机器人控制、塑料加工、地质和矿藏探测、燃气或蒸汽涡轮控制及可移动设备的自动化等领域。
70年代,随着集成电路的问世及其后微处理器的诞生,基于集成电路的控制电子器件和装置广泛应用于电液控制技术领域。
二、相关技术电液伺服系统是一种由电信号处理装置和液压动力机构组成的反馈控制系统。
最常见的有电液位置伺服系统、电液力(或力矩)控制系统。
液压伺服系统以其响应速度快、负载刚度大、控制功率大等独特的优点在工业控制中得到了广泛的应用,其相关技术如下:1.电液比例控制技术电液比例控制技术是适应开发一种可靠、价廉、控制精度和响应特性均能满足工程技术实际需要的电液控制技术的要求,从60 年代末迅速发展起来的[7] 。
《电液位置伺服控制系统的模糊滑模控制方法研究》篇一一、引言随着工业自动化和智能化的发展,电液位置伺服控制系统在各种工程领域中扮演着越来越重要的角色。
然而,由于系统内部和外部的复杂性和不确定性,如何实现精确、快速且稳定的控制成为了该领域的重要研究课题。
传统的控制方法如PID控制、模糊控制等在面对复杂多变的环境时,往往难以达到理想的控制效果。
因此,本文提出了一种基于模糊滑模控制的电液位置伺服控制方法,旨在提高系统的控制性能和鲁棒性。
二、电液位置伺服控制系统概述电液位置伺服控制系统是一种以液压传动为基础,通过电子控制系统实现位置精确控制的系统。
该系统广泛应用于航空、航天、船舶、机械等领域。
由于液压传动具有传动力大、响应速度快等优点,使得电液位置伺服控制系统在各种工程中发挥着重要作用。
然而,系统内部的非线性和不确定性因素以及外部环境的干扰,使得系统的精确控制变得困难。
三、模糊滑模控制方法研究针对电液位置伺服控制系统的特点,本文提出了一种基于模糊滑模控制的控制方法。
该方法结合了模糊控制和滑模控制的优点,既能够处理系统的不确定性,又能够保证系统的稳定性和快速性。
1. 模糊控制部分模糊控制是一种基于模糊逻辑的控制方法,能够处理系统的不确定性和非线性。
在本文中,我们利用模糊逻辑对系统的不确定性进行建模,并利用模糊规则对系统进行控制。
通过模糊化、规则匹配和反模糊化等步骤,实现了对电液位置伺服系统的精确控制。
2. 滑模控制部分滑模控制是一种基于滑动模式的控制方法,能够使系统在受到扰动时快速恢复到稳定状态。
在本文中,我们利用滑模控制的特性,设计了一种针对电液位置伺服系统的滑模面。
通过调整系统的输入,使系统在受到扰动时能够快速滑动到滑模面上,并保持在该面上运动,从而实现精确的位置控制。
3. 模糊滑模综合控制将模糊控制和滑模控制相结合,形成了模糊滑模综合控制方法。
该方法能够根据系统的实际情况,自动调整模糊控制和滑模控制的权重,以实现最优的控制效果。
《电液伺服系统非线性动力学行为的理论与实验研究》篇一一、引言电液伺服系统是一种广泛应用于工业、航空、航天等领域的控制技术,其性能直接关系到整个系统的稳定性和精度。
然而,由于电液伺服系统中的非线性动力学行为,使得其控制难度较大,因此对电液伺服系统非线性动力学行为的研究显得尤为重要。
本文旨在通过理论分析和实验研究,深入探讨电液伺服系统非线性动力学行为的特性和规律,为电液伺服系统的优化设计和控制提供理论依据和实验支持。
二、电液伺服系统非线性动力学行为理论分析1. 模型建立电液伺服系统由液压泵、执行器、传感器和控制单元等组成。
为了研究其非线性动力学行为,需要建立相应的数学模型。
本部分通过对电液伺服系统的各个组成部分进行建模,包括液压泵的流量模型、执行器的力学模型、传感器的测量模型以及控制单元的控制策略模型等,从而得到整个系统的数学模型。
2. 稳定性分析电液伺服系统的稳定性是系统正常运行的关键。
本部分通过分析系统的稳定性条件,探讨系统在不同条件下的稳定性变化规律。
同时,针对系统中的非线性因素,如液压泵的流量非线性、执行器的摩擦非线性等,进行深入分析,揭示其对系统稳定性的影响。
3. 动态响应分析电液伺服系统的动态响应是衡量系统性能的重要指标。
本部分通过分析系统的动态响应特性,包括响应速度、超调量等指标,探讨系统在不同条件下的动态响应变化规律。
同时,结合实验数据,验证理论分析的正确性。
三、电液伺服系统非线性动力学行为实验研究1. 实验设备与方案为了研究电液伺服系统的非线性动力学行为,需要搭建相应的实验平台。
本部分介绍实验设备的选择与搭建过程,包括液压泵、执行器、传感器等设备的选择与连接方式。
同时,设计合理的实验方案,包括实验参数的设置、实验步骤的安排等。
2. 实验结果与分析通过实验数据的采集与处理,得到电液伺服系统在不同条件下的非线性动力学行为数据。
本部分对实验数据进行深入分析,包括对数据的可视化处理、对数据的统计与分析等。
电液伺服控制系统的应用研究
【摘要】电液伺服控制是液压技术领域的重要分支。
多年来,许多工业部门和技术领域对高响应、高精度、高功率—重量比和大功率液压控制系统的需要不断扩大,促使液压控制技术迅速发展。
特别是控制理论在液压系统中的应用、计算及电子技术与液压技术的结合,使这门技术不论在元件和系统方面、理论与应用方面都日趋完善和成熟,并形成一门学科。
目前液压技术已经在许多部门得到广泛应用,诸如冶金、机械等工业部门及飞机、船舶部门等。
我国于50年代开始液压伺服元件和系统的研究工作,现已生产几种系列电液伺服产品,电液伺服控制系统的研究工作也取得很大进展。
【关键词】电液伺服控制应用
1、电液控制系统的特点、构成及分类
电液控制系统是一门比较年轻的技术,它的发展和普遍应用还不到50年,然而,凭借它的优点却形成了流体传动与控制的一个重要分支,并成为现代控制工程的基本技术构成之一。
1.1电液控制系统的特点
1) 液压执行元件的功率--重量比和转矩--惯性矩比(或力--质量比)大,具有很大的功率传递密度,可以构成体积小、重量轻、响应速度快的大功率控制单元。
2) 液压系统的负载刚度大,精度高。
由于液压杠、执行元件的泄漏很少,液体介质的体积弹性模量又很大,故具有较大的速度--负载刚性,即速度--力或转速--力矩曲线斜率的倒数很大,因此有可能用于开环系统。
用于闭环系统时则表现为位置刚度大,其定位精度受负载变化的影响小。
3) 液压控制系统可以安全,可靠并迅速地实现频繁的带负载启动和制动,进行正反向直线或回转运动和动力控制,而且具有很大的调速范围。
电气或电子技术和液压传动及控制相结合的产物--电液控制系统兼备了电气和液压的双重优势,形成了具有竞争力和自身技术特点。
当然,在某些场合下,指令和反馈元件也可全部采用机械、气动或液压元件,此时,即称为机械--液压控制系统和气动--液压控制系统。
1.2 电液控制系统的构成
工程实际中系统的指令及放大单元多采用电子设备。
电机械转换器往往是动圈式或动铁式电磁元件和伺服电机、步进电机等。
液压转换及放大器件可以是各类开关式,伺服式和比例式器件实际上是一功率放大单元。
液压执行元件通常是液压缸和液压马达,其输出参数只能是位移、速度、加速度和力或者转角、角速
度、角加速度和转矩。
测量和反馈器件是将上述执行元件输出的动力参数或者其它中间状态变量加以检测并转换为反馈量,既可以采用电信号反馈至指令放大器,亦可以采用机械或液压方式反馈至电--机械转换器的输出端。
1.3 电液控制系统的分类
电液控制系统可按是否采用反馈可分为开环控制系统和闭环控制系统。
1) 开环控制系统:若系统的输出量对系统的控制作用不产生影控制系统一般不存在所谓的稳定性问题。
闭环控制系统:闭环控制系统也就是反馈控制系统。
输入信号和反馈信号作用于放大单元和执行部件,使系统的受控对象的输出量趋近于期望值。
闭环系统的优点是对内部和外部干扰不敏感,但反馈带来了系统的稳定性问题。
如果按输入信号或受控输出参数的特性来分,闭环控制系统又可分为伺服控制系统、自动调整系统和过程控制系统三类:
1) 伺服控制系统:这种系统的输出量能跟踪随机指令信号的变化,其受控量多是位移、速度、加速度、也可以是力和力矩。
它被广泛应用于飞机、船舶和雷达的运动控制。
2) 自动调整系统:这是一种输出量是常量或随时间变化得很慢的反馈控制系统。
其任务是在内外干扰作用下保持系统输出量为期望值。
例如:恒温调节系统、动力机械的调速系统均是典型的自动调节系统。
3) 过程控制系统:该系统的输出量是给定的时间函数实现控制的。
这类系统被广泛应用于化工、冶金、造纸、食品等工业的工艺过程参数控制,如温度、压力、流量等。
2、电液伺服控制系统的工作原理
由机、电、液共同构成电液伺服控制系统,由自控系统发出的指令信号,在伺服控制器中与油缸的实际位置信号相比较,成为误差的信号放大后,送入电液伺服阀。
伺服阀按一定的比例将电流信号转变成液压油量量推动油缸运动。
由位置传感器发出的反馈信号不断改变,直至于指令信号相等时,油缸停止运动。
油缸停在指定的位置上,使透平静叶稳定在一定的开度上。
油缸的直线运动、通过一套曲柄转变成阀板(静叶)的旋转运动,改变阀板或静叶的工作开度。
随着系统信号的不断变化,透平静叶的开度也将不断改变,并通过静叶开度的变化,达到控制转数,控制煤气流量、控制透平出力大小的目的。
3、电液伺服控制系统的优点
电液伺服系统有许多优点,其中最突出的就是响应速度快、输出功率大、控制精确性高,因而在航空、航天、军事、冶金、交通、工程机械等领域得到了广泛的应用。
电液伺服技术是实现动态高周疲劳、程控疲劳和低周疲劳以及静态的恒变形速率、恒负荷速率和各种模拟仿真试验系统的最佳技术手段。
使用电液伺服阀对疲劳试验机进行控制,可以实现精确、连续的压力控制,不仅能瞬时输出尖端脉冲,而且可以由计算机控制其输出三角波、方波或正弦波,使得疲劳试验机的功能得以大大加强。
不但可以做动态疲劳试验,还可以做试件的静态性能试验。
而且由于在动态疲劳试验中使用电液伺服阀进行载荷控制,可以精确地控制输出最小试验负荷和最大试验负荷,不会产生由于负荷输出不准确带来的疲劳寿命的测量误差。
参考文献
[1]杨征瑞,花克勤,徐轶,电液比例与伺服控制,冶金工业出版社,2009
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[3]王显正,莫锦秋王旭永,控制理论基础,科学出版社,2008
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通讯地址:山西省太原市并州南路108号中国煤炭科工集团太原研究院。