数字式电液控制系统的设计原理

一、前言有三种方式用计算机控制液压系统。一是用计算机通过D/A转换器及伺服放大器控制伺服阀(或比例阀),从而使控制对象按需要动作,如图1所示。第二种是由计算机控制步进电机带动阀运动,这种阀一般称为数字阀,再由数字阀控制液压缸或马达工作(也有由步进电机直接带动缸或马达工作的,如电液步进马达等),如图2所示。第三种是由计算机控制脉宽调制放大器,操纵高速开关阀(也是一种数字阀)工作,从而控制液压缸或马达运动如图3所示。     

文摘

来稿登记 2960 电液数字阀及其注塑机注射速度及压力的多级控制系统研究/刘庆和康定鉴//哈尔滨工业大学“广州机床研究所文章概述了实现数字式液压参数控制的方式及电液数字阀的工作原理。重点介绍了采用电液数字阀与 Z80单板机建立的注塑机注射油缸的控制系统。在该系统中,单板机的 PID 并行输入输出口通过电平转换器与两个步进电机驱动器联接,采用开环控制方式控制数字阀的     

基于缝隙理论的新型数字液压缸研究

介绍了一种新型数字液压缸,该数字液压缸采用一种基于缝隙理论的数字阀,通过对数字阀的小流量控制来实现数字缸的微量进给和速度控制。步进电机接收到数字脉冲信号,驱动数字阀芯移动,通过改变数字阀阀芯的缝隙值来控制液压缸输入流量,从而有效提高了数字液压缸微进给控制精度。对数字液压缸系统进行分析,建立了精确的数学模型,推导了控制系统的传递函数和方框图,并利用AMESim仿真软件对其液压系统进行仿真分析,得到了数字液压缸位移、流量与数字阀缝隙变化的相对关系。     

基于DSP控制的2D数字溢流阀性能研究

溢流阀作为一种压力控制阀,在液压系统中普遍使用,其性能对整个系统的正常工作有很大影响.该文中的2D数字溢流阀采用闭环控制的步进电机作为电-机械转换器.设计基于DSP的嵌入式2D数字伺服阀控制器,采用同步式伺服电机的控制方法以保证步进电机作为电-机械转换器具有较短的响应时间,同时又使其具有较高的定位精度.在建立试验平台后...     

基于增量式数字阀的液压作动器设计及控制策略研究

该文针对传统的数字液压作动器机械反馈形式的频响低、无法自动调节增益等问题,设计了一种基于增量式数字阀的数字液压作动器,通过其核心元件DSP对步进电机进行控制,以实现数字阀阀芯开度的精确控制。从而实现对液压执行机构的精确位移控制;并利用安装在液压作动器上的光电编码器进行闭环位置反馈,从而进一步提高控制精度和频响特性。     

压缩机数字式伺服系统的研究

文章针对一种新型反比例气压阀控制的压缩机系统提出了采用步进电机控制的方法。根据对反比例阀的实验研究，采用了步进电动机输出连续角位移控制的方法，研究并设计了数字阀调节器，加上压力传感器和步进电机构成了压缩机的数字式伺服系统。采用了该系统后可以提高控制精度、可靠性、压缩机寿命和开放性。     

2D数字伺服阀

2D数字伺服阀的阀体部分采用伺服螺旋机构将阀芯的旋转运动转换为阀芯轴向运动,实现伺服阀液压功率放大,并利用步进电机驱动阀芯在一定的角度范围内运动实现电-机械信号的转换作用。为了保证步进电机作为电-机械转换器具有较高的响应速度和定位精度,应用DSP设计了一种嵌入式数字阀专用控制器,对其进行闭环伺服控制,保证对输入信号的连续快速跟踪,以该控制思想设计的电-机械转换器实现了对步进电机的控制,其频响达200Hz以上。为了获得2D数字伺服阀的性能,建立实验平台对阀的性能进行实验研究。实验结果表明,2D数字伺服阀具有良性的静态特性,其分辨率和滞环皆在1%以内,2D数字伺服阀同时还具有良好的动态特性,在幅值25%的最大阀开口的正弦输入信号下,对应-3dB频宽约为130Hz。     

数字阀的应用

<正> 自1981年第十届国际流体动力博览会上首次展出数字阀以来,发展很快。美国威格士、日本东京计器、油研、丰兴工业公司和内田油压公司等厂家都将数字阀商品化了。我国1987年在北京由中国科学技术交流中心举办的展览会上,第一次展出数字阀。这是北京钢铁设计研究总院研制的。目前长沙液压电器公司及无锡冶金设备厂已经能生产数字阀,并且已在实际液压系统中应用。如宣化钢厂2号高炉布料器液压系统、唐钢1200M~3高炉及步进炉液压系统、包钢3号高炉布料器液压系统中作为备用阀组采用数字阀。     

对数字阀频宽特性的探讨

一、问题的提出如何度量步进电机驱动式数字阀(简称数字阀)的响应能力?在现有产品的技术指标中,均以阶跃信号输入时,阀的响应从“零到额定开度”所需时间来度量。如广州机床研究所和日本东京计器公司的有关产品就是这样。这种规定,对数字阀本身来说,是很明确的,但使用时却有所不便。各种阀在液压     

数字伺服步进液压缸的密封和摩擦特性分析

为了分析一类用于6-Dof运动模拟器数字伺服步进液压缸液压密封的摩擦特性,建立了其包括二相混合式步进电机、滑阀和机械反馈以及阀控非对称缸的数学模型。根据缸的液压密封的结构特点,应用Lugre摩擦模型构造摩擦观测器进行摩擦特性数值仿真分析。分析结果表明,缸低速时密封的负阻尼摩擦特性是产生抖动(或爬行)的重要原因之一。     

数字阀在压力控制装置中的应用

在分析数字阀的控制的基础上,介绍了数字阀的基本结构和步进电机的选择,并将数字阀应用在压力控制装置中,通过实际的现场调试取得了良好的效果.     

水泥强度试验机数字流量阀控制器设计

水泥强度试验机是水泥力学性能检测的重要设备。该文提出了一种基于数字流量阀电液控制的水泥强度试验机,详细设计了数字流量阀驱动控制器硬件和软件,并制作了数字流量阀控制器样机。数字流量阀控制器通过对步进电机的控制来改变液压缸流量的大小,从而实现了加荷速度的准确控制。整套系统由计算机和数字流量控制器组成闭环系统,具有结构简单、控制特性好、可靠性高、噪声小等优点。     

数字式电—液阀

随着电子科学技术的不断发展和计算机的广泛应用,在液压技术领域中逐步开始采用数字技术。例如:数字式飞行控制系统、数字式自动防滑刹车控制系统等在航空工业中已经进入实用阶段。但是,在这些系统中,仅用数字计算机或微计算机作为控制器,通过传感接口和控制接口与系统连接起来,这是一种数字-模拟混合系统,见图1。随着技术的进步,发展了直接数字控制系统(图2),推动了数字式电-液控制阀的发展。液压元件的数字化是当前液压技术的发展方向之一。从1981年第十届国际流体动力博览会上商品化的数字式电-液阀出现以来,现已取得很大进展。目前美国sperry 公司,日本东京计器公司、油研公司、丰兴工业公司和内田油压公司等的数字式电-液阀已达到商品化生产水平。微计算机把连续输出的脉冲列作为数字式电-液阀的指令,用步进马达作为电-机转换机构。阀由步进马达与阀主体组成。步进马达通过驱动器实时放大的编码脉冲数字信     

基于DSP的数字阀控制器的研究

该文基于典型控制方式下步进电机驱动的优缺点,提出了基于位置反馈的正弦细分驱动控制方式,采用TMS320F2812与位置传感器AS5045实现了步进电机正弦细分驱动与数字式反馈相互结合,目的在于提高系统的频响特性和分辨率,设计出应用于数字阀的控制器.     

数字伺服步进液压缸的建模分析

建立了用于六自由度运动模拟器的数字伺服步进液压缸的数学模型。该数字液压缸包括二相混合式步进电动机、四边滑阀、阀控非对称缸、细分驱动器和机械反馈机构等部分。建模和分析中考虑了阀芯受力、步进电机非线性、间隙和死区及摩擦力等问题。基于建模分析，在MATLAB／Simulink环境中对数字伺服步进液压缸系统进行了数值仿真。     

用于结晶器振动的电液控制步进液压缸研究

根据结晶器振动以重力为主以交变惯性力为辅的负载特性,步进液压缸采用单出头大速比液压 油缸,有杆腔直接供高压、无杆腔压力伺服调节,三通伺服阀控制的技术方案.通过步进电机驱动滚珠丝杠旋转并带动螺母和伺服阀阀芯上下直线运动,步进液压缸的活塞轴跟随伺服阀阀芯上下运动.     

SZF型数字阀的研制

SZF型数字阔的研制，是造纸工业打浆工序不可缺少的高浓磨浆机配套用的液压元件。主要用其控制磨浆设备中的两磨盘之间的间隙，以保证浆料的纤维尺寸符合工艺要求。我国从国外进口的设备，就是由于关键元件数字阔和环形伺服缸国内无法解决而需要进口。该数字阀就是为使这套设备实现全部国产化而研制的。该数字间的结构原理主要是由步进电机、传动链、滑问、液压缸、千分尺多元件组成，它具有三种功能：（1）当步进电机接收了来自驱动电路的电脉冲后，在步进电机带动下，通过传动链调整滑间开度驱动伺服缸将两磨盘间隙调整到工艺要求的数值…     

步进电机速度饱和非线性特性分析

用描述函数法分析了步进电机跟踪控制的速度饱和非线性特性,研究表明：随着步进电机旋转激励磁场的幅值或频率的增大,电机输出将逐渐出现部分失真;当激励磁场的幅值与频率的乘积大于某个特定值时,输出表现为完全失真;失真程度越大,步进电机输出非线性越强,频率特性越差。步进电机数字伺服阀速度饱和非线性的仿真验证了分析的有效性。     

(Φ)6通径2D数字阀高频电-机械转换器的研究

为提高数字伺服阀的频率特性和响应速度,对弹射系统用(Φ)6通径,2D数字阀选用低惯量的两相混合步进电机作为其电-机械转换器,介绍了其工作原理并设计了2D数字伺服阀专用DSP控制器,用电流和位置双闭环算法对其性能进行了实验研究.实验结果表明,该电-机械转换器在幅值100%最大阀开口的阶跃信号输入下,上升时间为5 ms;正...     

直接式数字电液伺服系统的研究及试验

针对常规液压系统和电液伺服系统的特点及缺点,设计出以泵站为中心的数字式伺服系统。该系统以步进电机良好的数字控制为基础,辅以减速装置,有效地解决了步进电机力矩小,矩频特性差等问题,实现了液压系统的液压缸定位和速度调节转变为步进电机的数字化控制。该新型的直接式数字电液伺服系统大大地简化了液压系统的结构,具有体积小,效率高,成本低等优点,适用于液压传动中定位精度高,速度响应快以及压力要求不太高的伺服控制场合。