液压伺服系统闭环刚度特性分析与试验研究

以阀控非对称缸系统为研究对象,借助键合图建立系统六阶状态空间模型,基于闭环传递函数对系统进行刚度特性分析,得到液压伺服系统闭环刚度特性的解析表达,研究液压伺服系统闭环刚度特性及其影响因素。提出液压位置伺服系统闭环刚度仅与供油压力有关,与伺服缸活塞初始位置、比例增益等因素无关,并且负载力与伺服缸活塞位移增量成平方反比关系。开展液压伺服系统闭环刚度试验研究,测试不同供油压力、比例增益以及伺服缸活塞初始位置条件下,伺服缸在外负载力作用下的位移响应过程。试验结果表明,液压位置伺服系统闭环刚度与供油压力显著相关,与比例增益以及伺服缸活塞初始位置无明显关系,并且负载力与伺服缸活塞位移增量近似符合平方反比关系。     

伺服液压缸支撑结构设计及动力学研究

卧式伺服液压缸常用于水平或倾斜做工,在特定工况需要输出曲线力,旋转一定的角度,需要铰接安装。为了克服伺服液压缸由于自重所引起的密封圈磨损、拉缸、泄漏等缺陷,延长液压缸的使用寿命,提出一种伺服液压缸新型支撑结构即在大型卧式重载伺服液压缸缸底端部铰接一个支反力小液压缸及外接液压系统。对这种新型结构进行受力分析,推导出该结构的动力学模型,并在MATLAB/Simulink环境进行仿真,证明该方法的合理性和可行性,将现场采集到的实验数据与其理论值进行对比来证明该方法的实用性和正确性。这种新型支撑结构为大型重载伺服液压缸及液压系统设计提供了一定的参考价值和指导意义。     

基于DSP的液压挖掘机作业装置控制系统研究

针对液压挖掘机作业装置的非线性、强耦合等特点,设计了基于DSP的液压控制系统,对三个独立的电液比例系统进行位置控制,可实现液压挖掘机作业装置的运动控制。系统的运动需要采集控制系统的缸位移、缸速度、缸压力等信号,最后进行电液伺服控制系统闭环实验,验证控制系统的实时性。     

基于AMESim伺服直驱泵控缸系统压力闭环控制特性分析

通过对伺服直驱泵控缸电液伺服系统工作原理的分析,推导出压力闭环控制系统的数学模型,并在AMESim中搭建出压力闭环控制回路的仿真模型。通过仿真对比分析了泵控缸压力开环闭环的特性,并对影响压力闭环PID控制特性的重要参数(液压缸的泄漏系数、电机转矩灵敏度系数、PID参数)进行仿真分析。研究结果表明通过合理的选择,控制参数可以显著提高伺服直驱泵控缸压力闭环控制系统的动态特性。     

复合连杆机构复演滚动轨迹的特性研究

通过对新型多自由度复合连杆滚动剪切机构的原理分析,建立了连杆剪切机构的位置环方程组,修正了导向杆与机架铰接位置的确定方法。以某大型钢厂的全液压滚切剪机开发为依托,对新型剪切机构的滚切运动轨迹进行了模拟仿真,模拟结果为电气液压伺服控制系统实现速度及位移的控制提供了精确数据,生产现场高质量的钢板剪切断面证实了合理的机构杆件尺寸是降低刀弧水平位移量、提高剪刃重叠量均匀度、实现高精度剪切的重要手段。     

基于先进PID控制的液压同步系统研究

针对重载四缸同步举升控制系统的高同步精度及稳定性要求,利用单神经元自适应PID控制器对电液比例伺服阀控缸位置进行同步控制。建立了液压举升系统的动态仿真模型,利用AMESim与MATLAB/Simulink联合仿真的方法,在搭建的控制算法下对控制器参数进行优化并进行举升模拟仿真,分析系统在运动过程中及极端工况下的位置同步特性。仿真分析表明:该控制算法能够实现重载四缸同步举升控制系统的高同步精度及稳定性的要求,并且同步精度达到0.5mm。     

液压张紧装置伺服控制系统设计

针对现有液压张紧控制系统多采用继电器控制系统,压力控制精度差、稳定性差,且易产生振荡的问题,设计了一种液压张紧装置的伺服控制系统。主要采用电液伺服阀和拉力传感器形成闭环伺服控制系统,实时、连续、准确控制张紧力的输出,再配合速度传感器有效处理滑带工况;设计了控制系统,包括PLC选型,I/O口分配,硬件接线图以及PLC程序;采用模糊PID控制方法控制并对模糊PID控制器进行了仿真。结果证明:该控制系统超调量小、响应快、振荡小、控制精度高、稳定性好,满足输送机工作要求。     

射流管电液伺服阀专题讲座

2 通用型伺服阀的分类 2.1 流量伺服阀和压力伺服阀 在力(或压力)控制系统中可以用流量阀,也可以用压力阀.压力伺服阀因其带有压力负反馈,所以压力增益比较平缓、比较线性,适用与开环力控制系统,作为力闭环系统也是比较好的.但因这种阀制造、调试较为复杂,生产也比较少,选用困难些.当系统要求较大流量时,大多数系统仍选用流量控制伺服阀.在力控制系统用的流量阀,希望它的压力增益不要象位置控制系统用阀那样要求较高的压力增益,而希望降低压力增益,尽量减少点压力饱和区域,改善控制性能.虽然在系统中可以通过采用电气补偿的方法,或有意增加压力缸的泄漏等方法来提高系统性能和稳定性等,我们在订货时仍需向伺服阀生产厂家提出低压力增益的要求.     

单气室油气悬架的仿真与试验研究

参考车辆液力减振器的研究经验和成果,考虑密封的摩擦,建立单气室油气悬架的的非线性数学模型.在不同的充气压力下,对单气室油气悬架进行台架试验研究,分别测得油气悬架的输出力和缸筒相对于活塞杆的位移.应用多体动力学仿真软件ADAMS建立单气室油气悬架的虚拟模型,将试验得到的位移与时间的关系曲线输入到虚拟模型进行仿真.将仿真得到的位移特性曲线、速度特性曲线和相应的试验曲线进行比较,修正了油气悬架数学模型中的关键参数,验证了数学模型的精确性.分别将考虑密封摩擦和不考虑密封摩擦的仿真结果与试验结果进行比较,证明考虑密封摩擦的油气悬架数学模型更精确,但密封摩擦对数学模型精度的影响在5%以下,如果粗略评价油气悬架的性能,密封摩擦可以忽略不计.     

运用PID算法的电液伺服位置控制系统实验

为了研究电液伺服位置控制系统,搭建了泵控缸位置测试试验台,将液压缸活塞行程分为三段,采用PID算法分别对每段行程进行控制。设定液压缸目标位移值为180mm,通过不断调节每段PID参数,得到最优分段点,并进行位置控制测试研究。对液压缸位移信号和泵输出流量、压力数据进行采集并分析,发现可将位置误差控制在±0.03mm内。最高位置精度可达±0.01mm,达到目标位置时间约为2.8s。系统保压时,泵输出流量为0,无溢流损失。结果表明,采用分段PID控制方法可实现对电液伺服位置测试系统的精确性、快速性和稳定性控制,但过大的比例、积分参数会导致位移超调。     

比例阀控摆动气缸位置伺服系统及其控制策略研究

文中叙述了比例阀控制的摆动气缸位置伺服控制技术的研究工作及进展。所建控制系统有两个三通比例流量阀控制摆动气缸。理论分析和实验表明 ,由于摆动缸的摩擦转矩、空气的压缩性、比例阀的压力特性等非线性因素的影响 ,采用PID控制时 ,系统在期望值附近产生振荡 (极限环 ) ,使系统不稳定。为消除振荡 ,设计了PID控制 气动辅助限位的复合控制算法。实验研究表明 ,该方法能达到较高的控制精度。     

基于三维天牛须搜索法PID的电液伺服控制系统

为了让舰船载稳定平台能够平稳运行,设计并实现了一种高效的专用智能电液伺服控制系统。该系统采用STM32作为控制器核心,以磁致伸缩位移传感器的位置信号作为反馈信号,阀控伺服油缸作为致动器形成闭环反馈的控制结构。系统通过三维天牛须搜索法优化PID控制参数,实现电液位置伺服控制,改进了Z-N法参数整定不准确的缺点。实验结果表明:该系统具备良好的瞬态响应性能与控制品质。     

液压矫直机四缸同步加载系统建模与仿真

针对目前钢厂对高强度中厚板的特殊工艺要求,基于电液力控制系统易于改变控制力大小和易于实现压力保护等优点,提出采用非对称阀控制非对称缸加压力传感器的压力闭环控制方案.在单缸闭环的非线性模型基础上建立四缸同步闭环仿真模型.针对影响同步误差主要因素给出四缸最大负载压差曲线和同步误差精度.     

船用高压共轨重油喷射伺服控制系统的动态特性研究

针对RT-flex系列二冲程低速柴油机配套燃油喷射系统存在的问题,基于液压伺服控制原理提出一种新型船用高压共轨燃油喷射伺服控制系统,该系统采用液压位置闭环系统控制高压重油喷射系统的动作。根据系统原理,研究了其数学模型,并在AEMSim软件中搭建了考虑两种流体特性的仿真模型。在给定喷射时间内得到了不同压力时的主阀芯位移曲线、喷射压力波动曲线和喷油率曲线,并计算出单次喷射时系统喷油量。仿真结果表明,在喷射时间内高压共轨重油喷射系统动作快速稳定,验证了船用高压共轨重油喷射伺服控制系统的设计是合理可行的。     

基于柔性加减速的重载运动平台的模糊PID控制

重载运动平台属于大惯量伺服运动系统,并且受到固有非线性摩擦的影响,常规的PID控制受摩擦干扰时控制效果不稳定,精度不高,且容易引起振荡,造成机械损伤,缩短机械结构的使用寿命。同时重载运动系统若直接对目标位置进行跟踪会有过大的超调,更难以保证高精度运动。针对这些情况,提出一种基于柔性加减速的模糊PID控制,对待测点之间的运动选择具有柔性加减速的跟踪轨迹曲线。仿真证明,该方法在提高控制精度的同时大大降低了系统振荡,获得了比常规PID更好的控制效果,有效地改善了系统的性能。     

深隧衬砌管片力学试验的液压控制

分析了压力闭环控制系统,PID参数对系统控制性能的影响,实现了液压系统的压力精准设定。     

伺服电动机定量液压泵驱动的注塑机电液控制系统分析

对采用伺服电动机、定量液压泵闭环驱动的注塑机电液控制系统进行了研究,分析了泵输出流量控制原理、泵控差动缸回路原理。针对当采用恒定总压力预压紧时,电动机存在较大制动能耗的问题,提出负载适应的总压力曲线设定方法,获得了较好的效果。     

基于帕斯卡原理的新型电液力加载装置的研制

基于帕斯卡原理设计了一种新型的电液力加载装置。该装置采用电动缸代替传统加载系统中的流量/比例伺服阀作为执行元件,基于密闭液体的体积变化与压力变化之间呈反比的特性,通过电动缸活塞推杆挤压承压筒产生高压,从而实现大范围、高精度的压力控制。首先,基于系统的动力学原理建立了力加载系统完整的数学模型。其次,引入串级控制思想,根据系统的动态特性逐环设计了包含电动缸速度内环及压力控制外环的多闭环PID控制器,并通过仿真分析了系统的稳定性和控制效果。最后,对某型船舶轴系实施了动态力加载试验,实验结果表明该加载装置具有良好的动态加载性能。     

基于自抗扰控制的铣面机床电液位置伺服系统控制策略

为了提高铣面机床电液伺服系统的位置控制精度,提出一种基于自抗扰控制的铣面机床电液位置伺服系统控制策略。根据伺服阀控非对称伺服缸在伸出和缩回两种不同工况下的特点分别建立了相应的流体动力学模型,并结合其他环节推导出铣面机床电液位置伺服系统的闭环传递函数;依据该系统的特点设计出三阶自抗扰控制策略,通过扩张状态观测器对系统参数时变和外部扰动进行估计和补偿,并采用仿真和工业现场实验对所设计的控制策略性能进行了现场应用验证。仿真及现场应用表明,所设计的自抗扰控制策略能够使系统的位置输出基本不受控制对象参数改变的影响,具有比传统PID控制策略更好的内部鲁棒性和抗干扰能力,有效抑制了外部扰动对系统位置控制精度的干扰。     

电液伺服系统同步控制研究

该文以电液伺服系统的常用执行机构阀控非对称缸为研究对象,对同步对顶伺服系统进行分析和试验研究,建立同步控制系统位置扰动型力学模型,提出位置闭环-力跟随控制策略,通过试验实现了对试件的同步夹持,并提出模糊PID自适应控制,提高了控制精度。