直驱式电液伺服模锻锤控制系统AMESim仿真及控制研究

传统模锻锤采用定转速液压泵、蓄能器和打击阀方案实现对锤头的打击能量控制,存在打击能量可控性差、精确差,打击阀易损坏、寿命短等问题,提出一种采用交流伺服电机驱动定量泵的模锻锤打击能量控制方案,称为直驱式电液伺服模锻锤。针对这种新型模锻锤控制系统的精确控制问题,采用AMESim和Simulink仿真分析,提出了合适的解决方法。首先,建立交流永磁同步伺服电机和液压系统联合仿真模型,仿真分析出锤头速度和位移、泵流量及电机转速曲线,结果表明,锤头打击能量可以通过电机转速实现精确控制。针对传统PID对非线性控制的局限性,提出了一种小波神经网络PID模锻锤压力与速度的控制策略。利用c SPACE系统控制原型,通过半实物物理仿真,验证了控制方法的有效性。     

基于反馈型自适应鲁棒控制的伺服泵直接驱动电液系统精确运动控制研究

由于传统泵控液压系统存在位置跟踪精度低、频率响应慢的缺点,给精确运动控制造成很多困难。对此,针对伺服电机泵直接驱动电液系统模型的非线性动力学特性和参数不确定性,采用反馈型自适应鲁棒控制（ARC）,实现伺服泵直接驱动电液系统的精确运动控制。建立伺服电机泵直接驱动电液系统的动力学模型,通过非线性泵流量映射重新建立泵的动力学模型。采用反馈型ARC方法进行控制器设计,合成泵的控制输入,使气缸执行器位置跟踪一个期望的轨迹,并对系统模型的位移斜坡响应和伺服泵功率进行实验仿真。结果表明：相比于PID控制,反馈型ARC控制下的位移跟踪误差大幅度降低,伺服泵的平均功率分别降低了55%、26%、63%,峰值功率也有所降低。采用反馈型ARC控制,能够实现有效的模型补偿,使得系统运行稳定,提高系统模型的跟踪性能和鲁棒控制性能。     

新型高效电动静压飞行模拟器运动系统

现代飞行训练模拟器必须是具备高动态响应的长行程的六自由度运动系统。以Stewart六自由度运动平台所形成的飞行训练模拟器的电液伺服系统是用电液伺服阀控制的即为阀控系统,功率损失很大,效率很低,系统中产生的热量需要很大的冷却装置,这又需要浪费附加功率。介绍了一种新型高效电动静压飞行模拟器运动系统,该飞行模拟器的电液伺服系统中不用电液伺服阀,而是采用交流伺服电动机直接驱动定量泵的泵控系统。交流伺服电动机按外部指令信号可实现变向、变速、变转矩的伺服驱动;同时,在系统上采用蓄能器可以实现能量回收和保压。在2008年交付使用的波音787飞行训练模拟器采用了该高效电动静压运动系统。     

谈工业控制电气伺服驱动技术及其发展

交流伺服系统作为现代工业生产设备的重要驱动源之一,是工业自动化不可缺少的基础技术。作为工业控制装置的重要功能部件,伺服驱动装置的特性一直是影响其性能的重要指标。本文阐述了伺服驱动系统的基本概念、分类及其特性;步进电机和交流伺服电机的使用性能;以及伺服驱动产品在工业生产中的应用状况;同时指出了伺服控制系统逐渐成为工业设备的重要驱动源及伺服驱动系统的发展方向。     

基于伺服阀前蓄能器动态特性的轧机压下位置控制的实验研究

为实现轧机的高精度控制,提高产品加工质量,以轧机液压系统中伺服阀前蓄能器为研究对象,分析蓄能器动态特性对压下位置控制系统精度的影响。在实验轧机上,通过在伺服阀前更换不同公称容积蓄能器和改变蓄能器充气压力,定量分析其对液压压下位置控制系统的影响,最终确定该轧机伺服阀前蓄能器的最优参数,形成一套不局限于轧机液压系统的伺服阀前蓄能器的选型方法。     

数字流量阀的设计与应用

介绍数字流量阀的设计及应用.该阀在传统流量阀的基础上,加上一台小型步进电机和一套螺旋副机构,控制流量阀阀芯的开度大小实现节流调速.通过分析阀芯节流口流量特性建立流量阀理论模型.应用PLC直接控制步进电机,并利用液压系统的反馈,实现对流量阀的数字闭环控制.并给出应用实例.     

基于FPGA的可重构交流伺服系统硬件设计

通过对交流伺服系统硬件电路分析，提出了一种可重构的通用硬件系统结构，设计了基于DSP FPGA ASIPM的交流伺服驱动控制硬件平台，该系统配置相应的软件可以驱动异步电机、永磁同步伺服电机、无刷直流电机，通过对FPGA的不同配置还可以驱动直流电机和三相感应式高压步进电机。     

液压伺服系统讲座(八)

第三章伺服阀与液压放大器伺服阀是液压伺服系统的核心元件。它由转换器和液压放大器组成。它能将输入功率很小的电气(或气动、机械)信号加以转换并放大,输出一个与输入成比例的液压信号(流量或压力),用于控制执行机构。根据输入信号及转换器型式分电液伺服阀、气液伺服阀和机液伺服阀。其中电液伺服阀最为普遍。电液脉冲马达是另一种液压伺服元件,它由步进电机和液压扭矩放大器组成,广泛应用于开环数控机床的驱动系统。它们的特点是功率放大系数大、灵敏度高、快速性好、体积小、正是这些显著优点使电液伺服系统获得了广泛的应用。     

基于数字液压动力管理系统的混合执行器控制研究

传统泵控系统由于溢流和节流损失产生较大能耗,同时需要根据系统需求的峰值功率进行选型,系统成本高。因此,提出一种基于6个活塞和18个开/关控制阀的数字液压动力管理系统的混合执行器。采用基于模型的控制器实现对混合执行器的有效控制,并对控制效果进行仿真验证。构建新型混合执行器系统液压回路简化图,建立数字液压动力管理系统、液压回路以及电动伺服电机数学模型。设计基于模型的控制器,实现对活塞以及数字液压动力管理系统的最优控制。采用MATLAB对基于数字液压动力管理系统的混合执行器进行仿真,并与传统阀控执行器的计算结果进行对比和分析。结果表明：采用基于数字液压动力管理系统的混合执行器活塞位置和速度跟踪误差分别减少61%和47%;基于数字液压动力管理系统的混合执行器的液压蓄能器会处理局部功率峰值,系统输入功率无较大波动,同时能耗也大大降低;采用基于数字液压动力管理系统的混合执行器可以有效控制活塞位置和速度,同时具有较高的能源效率。     

注射模伺服同步自动脱螺纹机构设计

以含螺纹塑件为例,介绍伺服同步自动脱螺纹机构,机构通过伺服电机的转动带动推板推出塑件,用步进电机带动螺纹型芯脱出螺纹,用PLC可编程逻辑控制器控制2个系统之间的同步,解决了自动脱螺纹系统与推板推出塑件动作之间的同步问题。     

数控液压伺服系统设计与应用

为提高液压系统控制精度,采用数控液压伺服控制取代传统的电液伺服控制。介绍数控液压伺服系统的组成,重点介绍数控液压伺服阀的结构和工作原理,并介绍该系统的应用领域。该系统采用PLC控制步进电机,不仅能够满足数控液压系统的快速性和可靠性要求,而且大大降低成本。     

基于AMESim的粉末压机液压系统节能控制

针对粉末压机压制频次高、能耗高、液压系统发热严重等问题,提出采用伺服泵组、大通径伺服阀及压力补偿等环节实现2.8 MN粉末压机液压系统的节能控制。利用AMESim软件搭建比例流量插装阀和伺服阀仿真模型,通过仿真验证模型的正确性;搭建2.8 MN粉末压机液压系统仿真模型,研究伺服泵组节能控制、伺服阀及压力补偿控制对液压系统功耗的影响。结果表明：采用伺服泵组节能控制可以有效降低压机待机阶段的液压系统功耗;采用伺服阀及压力补偿控制可实现压机工作阶段泵出口压力随负载变化而变化,有效降低泵出口压力和液压系统功耗。     

预充针管脱巢机系统设计

预充针管脱巢机系统是依据注射器生产体系的现实需求而开发设计的。通过三相电机、齿轮传动、伺服电机和气动元件等实现多工位的同步工作,依据伺服电机的精确控制实现各工位动作位置的精准控制。     

315 MN压板机液压系统设计

介绍压板机液压系统工作原理。利用分流阀解决动板上升下降过程中的同步问题;利用溢流阀消除液压缸每个行程的同步误差;利用蓄能器和压力开关实现长时间保压过程系统不发热;利用充液阀极大地降低了柱塞泵排量和电机功率。     

基于改进遗传算法优化的双步进电机伺服阀控制研究

针对当前电液伺服阀控制系统响应速度慢、输出误差较大的问题,采用改进遗传算法优化控制系统,并对控制效果进行仿真验证。设计了新型电液伺服阀结构,建立了电液伺服系统动力学模型,推导了液压缸流量运动方程式。采用改进遗传算法优化RBF神经网络结构,通过MATLAB软件对双步进电机伺服阀改进的控制系统进行仿真验证,并且与传统PID控制效果进行对比。结果显示:在无干扰环境中,采用传统PID控制和改进RBF神经网络控制方法都能较好地提高活塞杆运动位移输出精度;在有干扰环境中,采用传统PID控制方法,活塞杆运动位移输出的误差较大,而采用改进RBF神经网络控制方法,活塞杆运动位移输出的误差较小。采用改进RBF神经网络控制方法,能够抑制外界的干扰,从而提高双步电机伺服阀控制系统的响应速度和输出精度。     

集成式数字阀控气缸位置伺服控制研究

气缸在任意中间位置定位的控制是既有广泛实际需求,又有很大技术难度的一个难题。采用气动伺服阀、高速开关阀等控制方式虽然可以实现较高精度的气缸定位,但伴随而来的是成本显著增加或运行速率的降低。为此,研究采用一种集成式数字阀用于气缸的位置控制,以期在低成本的前提下,能高速率地实现较高精度的气缸位置控制。首先通过理论分析和数值仿真设计了一种结构紧凑的集成式数字阀,该阀可以高效地控制输出流量,进而在高速大流量和低速小流量的控制需求上切换。在此基础上,研究了基于这种集成式数字阀的位置控制策略。试验结果表明:采用PID+模糊混合控制策略时,系统在目标点附近保持稳定,重复定位精度可达0.3 mm,响应时间小于1.2 s,具有良好的应用前景。     

使用大正开口流量型伺服阀的加载系统

1.概述一般说来,在电液伺服系统中,对于位置和速度控制采用流量型伺服阀,而加载系统采用的是力控制阀。在某些力系统中,采用大正开口流量型的伺服阀也能收到满意的效果。下面将通过一个设计实例来进行叙述。本系统是用于汽车缸套与活塞环的磨损与擦伤试验装置中。加载系统的功能是模拟活塞环与缸套壁之间的正压力,这个正压力在发动机的工作过程中随活塞在气缸中的位置不同而     

阀控负载敏感系统流量前馈PID控制及压降仿真分析

为了提高阀控负载敏感系统的控制精度,采用伺服电机与变量泵构建泵源,实现对液压泵转速与流量的同步调节,提升系统的稳定性.在给出负载敏感系统数学模型和位置环控制方法的基础上,对负载敏感系统特性进行分析.利用AMESim建立了以转速调节方式实现的负载敏感系统仿真模型,验证了控制方法的准确性.研究结果表明:在泵控子系统内设置流...     

工业机器人的动力源

目前工业机器人使用的动力源有电气式、液压式、气动式、机械式及真空吸附和磁力式等,在电气式动力源中多用DC伺服电机和步进电机。DC伺服电机与微型机相结合,可以完成各种控制,所以被广泛的应用于各种工业机器人上。直线运动的部件直接采用直线电机驱动。由于不需要运动转换机构,所以具有高速、高精度的优良控制性能。不断发展和改进的步进电机由于能适应多种控制形式而在工业机械人中得到广泛的普及。在液压动力源中,喷嘴挡板式电液伺服阀可获得高精度的位置和速度控制是应用最广泛的控制元件。气动式动力源所使用的介质是可压缩的气体,所以给控制带来很大困难,只限于在单纯作双位置动作控制时采用。 为了实现动力源的小型、高输出,多自由度,文章还报道了目前正在开发的超声波马达、记忆合金驱动元件以及生物微型机械手用压电动力源等。     

新型水压变量泵的脉动研究及控制

针对目前水压变量柱塞泵产品不成熟且成本高等缺点,突破传统斜盘式水压泵的设计理念,设计了一种新型水压柱塞变量泵。该泵由油压元件、简单的水压元件和机械机构集成,能实现变量泵高压大流量的应用要求。利用AMESim软件对整个系统进行了建模仿真,得到水压泵的流量曲线,在泵出口设置蓄能器进行水压泵的流量脉动控制。结果表明:蓄能器有效地控制了流量脉动,实现水压泵流量低脉动输出。