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第五章电液比例液压控制系统控制策略研究及实验分析图5-1 程序框图§5.1 电液比例液压控制系统的增量式PID 控制研究由第二章分析可知，Beringer 生产的电液比例液压控制系统的许多硬件参数都不能准确确定和许多不确定因素的影响，要想准确用数学模型来描述该系统的动态特性是非常困难的，因此提出利用PID 算法对系统进行控制。
由于PID 控制器不需要知道控制对象的具体传递函数，算法简单、易于调节等优点，在工业控制中得到了广泛应用。
在前一章分析电液比例液压控制系统的动态模型时，对系统模型的PID 控制的仿真结果表明，由于本系统具有较好的开环稳定性，而系统的变化较为平缓，所以应用PID 控制算法就可能获得较好的输出。
在本文的实验中，利用增量式PID 控制算法，对系统在不同的温度、压力等工作条件下的运行进行了实验研究，大量实验表明该算法的有效性。
在实验中采用了增量式的PID 控制算法。
其控制系统原理框图如图5-2所示：PID 控制器是一种线性控制器，它根据给定值r (t) 与实际输出值c (t)构成控制偏差：)15()()()(--=t t t c r e其控制规律：)25(1)()()(-⎥⎦⎤⎢⎣⎡++=⎰tD t I t P t dt dt T dt e T e K u式中 K P ： 比例系数；T I ： 积分时间常数；T D ： 微分时间常数。
简单说来，PID 控制器各校正环节的作用如下：1．比例环节：即时成比例地反映控制系统的偏差信号 e (t)，偏差一旦产生，图5-2 控制系统原理框图控制器立即产生控制作用，以减少偏差。
增大比例系数可加快系统响应，有利于减小静差，但会是系统有较大的超调，产生振荡，稳定性变坏。
2．积分环节：主要用于消除静差，提高系统的无差度。
积分作用的强弱取决于积分时间常数T I ，T I 越大，积分作用越弱，可使超调和振荡下降，但消除系统静差也减慢。
3．微分环节：能反映偏差信号的变化趋势（变化速率），并能在偏差信号值变得太大之前，在系统中引入一个有效的早期修正信号，从而加快系统的动作速度，减少调节时间。
基于PWM控制技术的电液比例阀的研究当前进入新的科学技术发展时期，电子技术以及与其相关的信号检测、处理、传输等技术得以提升。
一般而言，在传统掘进机通过电液比例技术结合放大器驱动器以及控制方式，通过通信协议予以完成。
然而在现实中，程序运行和信息校验过程较为复杂，占用大量运行时间，导致比例阀稳定性差，由此引发故障。
为了提升系统运行效果，PWM（脉冲宽度调制）电液比例控制技术被引入。
该技术将输入的信号进行编码，获得对外驱动的控制信令信号，通过数字控制来提升整体稳定性。
为了实现优化控制，依托编码程序控制来对输入的信令来进行跟踪补偿，结合PID控制器来进行调节，对其电磁阀的响应速度、控制精度和开口大小进行优化控制，从而实现系统稳态性能、动态性能等进行很高程度的加强[1]。
1电液比例阀及驱动及其发展现状1.1 电液比例阀及驱动概念作为当前最为先进的控制技术，比例控制电液控制的主要组成为比例电液阀，其实现电子和液压之间的连接，从而能够对复杂指令的处理，以实现稳态可攻至信号的输出，实现优化控制[2]。
比例电液阀从硬件结构看，是一个液压元件，产生与控制阀芯位置成比例的磁力，并通过类似于比例阀芯电磁阀的信令信号来控制载量和压力的响应。
通常，普通液压阀只能控制预定义液体流量的压力和流量。
在这一类控制设备的运行中，采用普通液压阀是难以对控制载量和压力的响应进行自适应调节的[3]。
1.2 电液比例阀及驱动发展现状PWM驱动器广泛应用于自动控制、电气工程等领域。
安装可靠的驱动器对控制系统非常重要[4]。
目前，大多数电动比例阀制造商都配备了一种特殊的驱动装置——比例放大器。
该机械部件会在断电的过程中出现比例设置放大器驱动阀负载，这导致两端的应力尖头释放非常高。
由开关组成的PWM驱动器的优缺点不仅关系到设备本身，也关系到负载性质等因素，电源电路稳定性等。
在该电路中，负载驱动器的比例PWM阀是一个感应负载，穿过电路的线路包含感应散射。
电液比例阀的设计与实验研究
一、引言
随着液压系统技术的发展，电液比例阀的应用越来越广泛，它在高精
度液压系统中起到重要的作用。
电液比例阀是一种能够实现电控制的液压阀，它在自动化操作中可以实现高精度的控制，从而提高了自动化系统的
整体性能。
本文将介绍电液比例阀的设计和实验研究，总结电液比例阀的
应用特点，以及电液比例阀的优缺点。
二、电液比例阀的设计原理
电液比例阀是一种智能控制的液压阀，它的设计基本上与其他液压阀
一样，它也分为阀内部和阀外部两大部分。
电液比例阀的阀内部包括阀体、活塞、活塞杆、活塞杆定位器和活塞密封垫等零件，这些部件组成了电液
比例阀的核心部分；阀外部则由连接管路、电控装置、指示仪表等组成。
电液比例阀的工作原理是：利用电控装置将控制信号转换为有效的液压信号，通过操作活塞控制液压介质的流量大小和方向，实现液压设备的控制
操作。
一般来说，电液比例阀的阀芯结构有金属丝活塞阀、活塞杆阀、隔膜
阀和回路阀等常见类型。
电液比例控制系统分析与设计1.输入信号接收与处理：电液比例控制系统通常采用模拟输入信号，如电压、电流等。
因此，需要设计电路对输入信号进行放大、滤波和隔离等处理，以满足系统的要求。
2.控制逻辑设计：根据实际应用需求，设计相应的控制逻辑。
常见的控制方式有PID控制、模糊控制等。
根据被控对象的特性和要求，选择合适的控制方式，并进行调参及优化。
3.输出信号处理：将控制逻辑输出信号转换为适合驱动液压元件的信号形式。
通常采用A/D转换器将模拟信号转换为数字信号，并输出给液压部分。
1.液压能量转换与控制：液压部分负责将电气信号转换为液压能量，并控制液压元件的工作状态。
常见的液压元件有液压泵、液压缸、液控单元等。
通过液压阀的开关控制，来实现液压能量的转换和流动的控制。
2.液压系统参数设计：根据系统需求，确定液压泵的最大工作压力、液压缸的位移要求、流量要求等。
根据这些要求，选用合适的液压元件，并进行相应的参数设计与计算。
3.液压系统的安全性与稳定性：液压系统工作中容易产生高压、高温等危险因素，因此需要对液压系统进行安全性设计。
同时，为了保证系统的稳定性，需要对液压阀的开关速度、压力等进行合理控制。
1.机械传动装置设计：根据实际运动要求，设计机械传动装置，包括连接方式、传动比、轴承选型等，以满足系统对力、速度和位置的要求。
2.机械结构设计：根据机械运动要求，设计相应的机械结构，包括液压缸的安装方式、支撑结构设计等，以保证机械执行部分的可靠性和稳定性。
3.机械部件的选用与配合设计：根据实际负载和工作条件，选用合适的机械部件，并进行合理的配合设计，以确保机械执行部分的准确性和稳定性。
总结：电液比例控制系统的分析与设计是一个复杂而庞大的工程。
需要考虑多个方面的因素，如控制逻辑设计、液压部分的能量转换和控制、机械执行部分的设计等。
只有综合考虑这些因素，才能设计出稳定、高效的电液比例控制系统。
电液比例位置系统复合控制及相关研究一、概述电液比例位置系统作为现代工业控制领域的重要组成部分，广泛应用于各种机械设备和自动化生产线中。
该系统通过电液转换装置将电信号转换为液压动力，实现对执行机构的位置、速度和力等参数的精确控制。
随着工业技术的不断发展，对电液比例位置系统的性能要求也越来越高，复合控制技术的研究和应用显得尤为重要。
复合控制是指将两种或多种不同的控制方法结合在一起，以充分利用各种控制方法的优点，提高系统的整体性能。
在电液比例位置系统中，复合控制可以有效地解决单一控制方法难以处理的复杂问题，如非线性、时变性和不确定性等。
通过合理地设计复合控制策略，可以实现对系统性能的优化和提升，满足实际应用的需求。
本文旨在深入研究电液比例位置系统的复合控制技术，探讨不同控制方法之间的融合方式和优化策略。
我们将对电液比例位置系统的基本原理和特性进行介绍，为后续的研究奠定基础。
我们将分析现有复合控制技术在电液比例位置系统中的应用现状，指出其存在的问题和不足之处。
接着，我们将提出一种新型的复合控制策略，并详细阐述其设计思路、实现方法和性能特点。
我们将通过实验验证该复合控制策略的有效性，并与其他控制方法进行对比分析，以证明其在提高系统性能方面的优越性。
通过对电液比例位置系统复合控制技术的深入研究，我们期望能够为相关领域的研究人员和工程师提供有益的参考和借鉴，推动该技术的进一步发展和应用。
1. 电液比例位置系统的概述电液比例位置系统，作为一种先进的控制技术，在液压和电气领域中发挥着重要的作用。
它结合了电气信号的控制灵活性与液压系统的动力传递能力，实现了对液压装置流量、压力和方向的精确控制。
这种系统在工业、农业以及其他多个领域具有广泛的应用前景，如机械加工、钢铁生产、工程机械、船舶设备、汽车工程等。
电液比例位置系统主要由电气系统、比例电磁阀、液压装置以及反馈装置等四部分构成。
电气系统负责控制电气信号的发射和接收，而比例电磁阀则是实现电气信号到液压信号转换的关键部件。
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] 。
基于PWM控制技术的电液比例阀的研究
一、引言
电液比例阀是控制系统中重要的一类元件，由于它的精度高、可靠性强、反应快、体积小等优点，在液压控制系统中广泛应用于各种场合，如机器人、汽车、搬运设备等。
为了使用效果更好，更多的研究者针对电液比例阀进行了深入研究，其中最重要的一种研究是基于PWM控制的电液比例阀研究。
二、基本原理
PWM（脉冲宽度调制）控制是一种采用脉冲信号进行控制的新型控制技术。
它是将模拟信号转换成数字信号，然后通过PWM技术实现控制的技术。
PWM技术主要通过改变脉冲的宽度来控制电液比例阀，从而达到控制执行器的目的。
PWM技术的优点在于可精确控制执行器的位置，因此被广泛应用于微机的精确控制中。
三、实现方法
（1）PWM控制系统结构
PWM控制器系统结构简单，其结构由控制器、变量电抗器、比例阀等组成。
控制器由比较器、定时器、计数器等组成，主要负责信号的采集和处理。
变量电抗器用于控制阀芯的位置及量程，而比例阀负责根据控制器的输出信号控制液压的大小，实现控制系统的功能。
（2）模型预测控制
模型预测控制(Model Predictive Control，MPC)是一种基于模型的控制方法。
电液比例控制技术在伸缩臂叉车中的应用研究电液比例控制技术是介于普通液压阀的开关控制技术和电液伺服控制技术之间的一种控制技术，它可实现液体压力和流量连续按比例地跟随控制信号而变化，可简化系统，实现远距离控制、复杂程序控制，可提高液压系统动作的稳定性和可靠性，可利用反馈提高控制精度，因此，电液比例控制技术是一种可靠、价廉的控制方式，已成为现代控制工程的基本技术之一，被广泛应用于工业控制系统中。
传统伸缩臂叉车液压系统主要采用液控多路换向阀、先导控制阀和液压泵实现工作装置的作业控制，其速度控制精度、系统工作的稳定性及自动化程度受液控多路换向阀及先导控制阀的影响较大，系统较复杂。
采用电液比例控制技术的伸缩臂叉车液压系统，系统简单，可实现叉车工作装置运动速度的连续、比例控制，控制性能好，可实现高效节能和叉车的智能化作业。
基于此，本文主要对电液比例控制技术在伸缩臂叉车中的应用进行分析探讨。
标签：电液比例控制技术；伸缩臂叉车；应用研究1、电液比例控制技术概述电液比例控制技术是二十世纪后期兴起的一门科学技术，它是控制领域及液压领域的重要构成部分。
在比例技术兴起之前，主要以开关控制和伺服控制为主。
开关控制控制精度低，不适合控制质量要求高的场合，而伺服控制控制精度高、响应速度快，但其对工作介质有很高的清洁度要求，同时耗能大、制造成本高及维护技术要求高。
电液比例控制技术在控制精度、响应速度、工作介质清洁度、系统能耗、制造成本及后期维护等都较为符合工程实际的要求，在这种情况下，为满足工程技术实际需要，由于电液比例控制技术具有上述优势，其逐步成为装备制造业的一个重要构成部分。
电液比例控制技术能够实现系统的被控制量与控制量之间保持线性关系，从而保证输入量变化时对应的输出量按比例变化1.1 比例技术与伺服技术的比较电液比例控制技术的主要部分就是电液比例阀，而电液比例阀的由来主要有两大类：一类是在传统液压阀的基础上，采用比例电磁铁代替手动调节装置而形成的；另一类是在电液伺服阀的基础上对其结构进行简化，降低其精度而得来的。
