泵控式带钢纠偏伺服系统动态特性研究

常用的带钢纠偏系统为阀控缸电液伺服系统,存在维修成本高、系统发热量大、故障率高等问题。论文提出采用直驱式电液伺服系统代替带钢纠偏系统中的阀控式电液伺服系统,采用永磁式同步电动机代替电液伺服阀作为带钢纠偏控制系统的控制元件,设计出了永磁式同步电动机驱动定量泵直接控制液压缸的电液伺服控制系统,利用Matlab/Simulink仿真分析系统的稳定性和动态特性,结果表明,该系统满足带钢纠偏控制对稳定性、响应快速性的要求。     

电液伺服自动控制纠偏装置

我厂在技改中,对铜加工中的酸洗工序相应配置了带有铜带缝合装置的连续酸洗线,为了防止带材在长距离的酸洗机列中跑偏,我们又研制了光电控制液压伺服自动纠偏装置。 1 系统的组成和纠偏原理本系统由液压站、光电传感器、位移传感器及液压缸拖动呈八字式运动的纠偏辊等组成(图1),可实现手动纠偏、自动边位控制、自动对中三种工作方式。图1中的液压缸4的运动方向和速度由伺服阀控制,伺服阀前设有如图2所示的电液伺服控制器。边     

脉宽调制(PWM)数字开关阀在带钢纠偏控制中的应用

分析用PWM数字开关阀控制液压纠偏缸的原理,建立液压缸的速度与PWM脉宽的数学模型,并用于轧钢厂带钢纠偏系统的改造。实际应用表明,PWM开关阀在带钢纠偏控制系统中提高了纠偏响应速度和控制精度,能够满足生产要求,比传统的电液伺服控制元件控制效果好,并降低了生产成本。     

2050热轧厂液压压下系统油液清洁度综合治理

2050热轧厂精轧机组的液压压下系统主要用于钢板轧制过程中对板厚的精密控制。该系统具有高响应、高精度的特点，使得在轧制厚度小于4mm的热轧带钢的厚度偏差在全长的92％长度中不超过±20μm。为了能满足系统对板厚控制的准确和迅速的响应，该系统采用了双路伺服阀控制及位置传感器反馈位置信号组成闭环回路。双路伺服阀控制目的：一是保证系统的可靠性，降低设备故障；二是当缸需要快速压下时两路同时供油，以保证流量。一、压下液压系统清洁度管理压下液压系统采用MOOG公司D760型喷嘴一挡板型伺服阀。该阀喷嘴的直径约015～O35mm，喷…     

基于智能PI算法的自动纠偏系统的研究

论述自动纠偏控制系统的硬件设计、软件编程和系统仿真。文章以带钢卷取纠偏为例,研究的边缘位置控制系统主要是由光电传感器、全数字智能PI控制器、液压站及卷取机组成的计算机位置控制系统。光电传感器采集位置信号后经计算机处理,再将处理后的信号经放大传给液压装置,最后推动卷取机进行带钢纠偏。仿真结果表明,此自动纠偏系统具有很好的动态和稳态性能。     

基于滑模变结构控制的带材纠偏电液伺服系统仿真研究

为满足带材纠偏电液伺服控制系统对纠偏精度、稳定性和准确性的要求，提出一种通过滑模变结构控制的电液伺服系统。该系统采用滑模变结构控制方法将带材稳定于指定位置，并运用指数趋近率消除抖振带来的影响。研究以文中提出的带材纠偏电液伺服系统为对象，通过AMESim和MATLAB联合仿真的方式，对比了滑模变结构控制与PID控制的效果。研究结果表明：基于滑模变结构的控制方法相比于传统的PID有更好的动态响应特性，最后得出的跟随曲线抖振更小，跟随误差更小，更能满足纠偏系统的控制要求，该控制方法可为需要高精准性、高稳定性的电液伺服系统设计提供理论支持和参考。     

变转速液压调速系统转速模糊控制实验研究

针对变转速液压调速系统存在非线性、时变及调速精度低等技术问题,提出液压马达转速模糊控制策略。以伺服电动机驱动定量泵为动力源,设计了模糊控制器,实现了基于Lab VIEW测控平台的以电动机转速为控制量的马达转速模糊控制策略。在典型工况下,对模糊控制和传统PID控制调速系统的动态响应性能及抗负载干扰能力进行了实验对比分析,结果表明:所提方法比传统PID模糊控制具有更好的鲁棒性,且两种控制方式的动态响应特性相近。     

滤布带的全气控纠偏系统

本文介绍了一种应用于污水处理设备中的全气控伺服纠偏系统，重点介绍了特殊气动伺服阀和射流传感器的应用。该系统结构简单、工作可靠、控制精度高，可以适用于类似装置的纠偏控制。     

精密位置控制原理及其电路分析

一、引言 现代数控机床广泛采用光电编码器作为位置检测反馈装置构成半闭环控制系统,这种系统基于反馈控制原理,把位置指令脉冲与位置反馈脉冲进行比较,形成位置偏差值,并以此偏差来控制伺服驱动机构朝着消除偏差的方向运动。它常称为脉冲比较伺服系统。本文将着重分析采用脉冲比较方式的位置控制单元。     

自动导引车路径跟踪和伺服控制的混合运动控制

对受到非完整约束和动力学影响的自动导引车(Automated guided vehicle,AGV),提出一种包含路径跟踪和伺服控制的混合运动控制模型。为消除AGV位姿偏差,在速度和加速度约束下,基于多步预测最优控制和智能预测迭代控制的路径跟踪技术,输出纠偏协调性最优的有限速度差控制量,并根据该控制量和AGV运行速度设置两驱动轮的目标速度。为消除驱动轮速度误差,以路径跟踪所需的伺服控制能力为决策偏好,采用多目标遗传算法优化伺服控制器的PID参数,保证两驱动轮的实际速度满足路径跟踪要求,并根据系统响应性能反馈速度和加速度约束。AGV路径跟踪试验表明,该混合运动控制模型可匹配路径跟踪技术的位姿纠偏能力与伺服控制技术的速度纠偏能力,有利于实现AGV运动性能的整体优化。     

带钢卷取机电液伺服跑偏控制系统特性分析

该文在分析了电液伺服系统数学模型的基础上,对液压元件进行了静、动态计算及分析,并用MATLAB中的动态仿真工具SIMULINK构造了电液伺服控制系统仿真模型并对其进行仿真,从而得到更为优良的设计参数,使系统更加完善。     

基于转矩控制的定排量恒压电液动力源运行特性

通过协调电液动力源转速和排量可以提升其能效,也是目前电液动力源的研究热点,随着变频和伺服技术的发展,变转速电液动力源也越来越多地应用在工业生产和航空航天装备中。目前,电液动力源实现流量控制可以采用变排量控制,也可以采用变转速控制,这两种控制方式已非常成熟,应用也较多。但在压力控制中,还往往只能依赖液压泵变排量控制结合压力反馈实现压力控制机能,采用变转速控制压力时,难以适应负载流量随机快速变化工况。为此,提出采用高效率的伺服电动机直接驱动定量泵,进一步提出基于转矩控制和转速补偿的压力控制方案,在负载压力变化时,无需控制电动机转速,具有动态响应快、系统结构简单的优点。通过理论分析和试验研究,结果表明,采用设计的方案可以很好地实现压力控制,在相同条件下,与常规恒压变量泵相比,压力响应时间从160 ms降低到50 ms,响应速度远超国际同类恒压控制泵。     

空间高精度扫描伺服系统的驱动控制

研究了空间飞行器扫描伺服系统的高精度驱动控制技术。针对有效载荷对地面目标进行扫描时多要求其伺服系统提供高精度的低速性能,本文提出采用交流永磁同步电机直接驱动伺服系统,省去中间的减速器传动环节来提高伺服系统的驱动控制精度。伺服驱动控制系统用现场可编程门阵列(FPGA)作为高速信号处理芯片,提高信号的处理速度和控制精度;用高精度的绝对式光电编码器检测转动位置,提高位置检测和速度的精度;主电路采用功率线性放大技术,得到光滑,力矩脉动小的驱动波形。系统实验表明,由于该方法采用模拟正弦信号驱动,在低速时避免了脉宽调制(PWM)驱动信号开关和死区造成的速度波动,实现了高精度的速度控制,速度波动范围在1%以内;得到的电压、电流测试曲线光滑,无高次谐波干扰。该扫描伺服系统满足动态和静态要求,为实现空间低速高精度扫描提供了一种新的方法。     

双电机驱动的精密伺服转台及控制系统设计

为满足某雷达伺服转台系统高精度、高动静态特性的要求,采取机械消隙和伺服控制算法相结合的方式,设计了一种基于双电机驱动的精密伺服转台及控制系统。首先根据该型雷达伺服转台的指标要求,详细论述了伺服转台及控制系统的设计原理和设备组成,其次在MATLAB/Simulink仿真软件中,建立基于双电机驱动的伺服转台及控制系统的模型,并进行了仿真试验。仿真结果表明,该双电机驱动的精密伺服转台及控制系统具有响应速度快、跟踪精度高的优点,满足该型雷达伺服转台系统性能及精度要求。     

变量泵、比例阀和蓄能器复合控制差动缸回路原理及应用

提出用单台变速泵或伺服泵,结合蓄能器和旁通比例节流阀复合控制差动缸,改善注塑机能量效率的回路原理。液压泵仅在液压缸进给过程工作,蓄能器存储液压缸运动和制动过程的能量并用作液压缸回程的动力。比例节流阀控制液压缸回程的运动速度,通过新提出的流量校正原理,消除蓄能器内压力变化和负载对阀流量的影响,使液压缸的速度能够实时跟踪预定的轨迹。同正反向都采用泵驱动的原理相比,可消除回程中电动机制动产生的能耗。研究表明,新的回路原理可满足注塑机控制性能的要求。     

机械式拉力试验机控制部分的研究分析

介绍了拉力试验机的系统构成,改造设计数据采集装置和测量控制系统。试验表明,在负荷测量中,系统使用应变电桥传感器,采集的信号线性好、分辨率高、响应快;在变形测量中,使用传统的电子引伸计,噪音小、增益高、抗干扰能力强;在位移测量中,使用新型的光电编码器,结构轻巧,测量可靠,可以测量试样夹具位移的全过程;在电气控制中,使用三洋电机伺服驱动器,速度范围大,稳定度高。     

基于PMAC运动控制卡的风洞风速控制系统

介绍了一种基于PMAC多轴运动控制卡的风洞风速控制系统。采用Pc作为上位机,PMAC运动控制卡为控制核心,风速传感器为反馈,控制两套交流旋转伺服系统驱动风扇运转。建立了伺服系统的控制模型并在Simulink仿真环境下进行了仿真;利用Visualc#语言开发设计了风洞风速控制软件。在所搭建风速控制平台上进行风速控制实验,结果表明该风洞控制系统能够快速、准确实现风速的调控。     

注塑机电液控制系统能量效率对比研究

在同一注塑机上,对采用异步电动机驱动定量泵、变转速异步电动机驱动定量泵、异步电动机驱动变量泵、变转速异步电动机驱动变量泵、交流伺服电动机驱动定量泵,5种电液控制方案加工同一制品的能量效率进行理论分析和试验对比。建立不同控制回路电动机和液压泵功率传输数学模型,绘制出能量特性曲线,分析对比注塑机工作在保压和冷却工况下,液压系统和电动机驱动系统功率消耗。研究结果证实,在部分负载和空载工况,异步电动机驱动定量泵系统存在大的溢流、节流损失,效率低;在此基础上引入变转速控制,包络系统所需的流量,可减少电动机功率消耗,提高系统效率,能量效率与异步电动机驱动变量泵相当;异步电动机驱动变量泵系统,可完全消除液压系统的溢流损耗,但电动机仍存在较大的空转损耗,在此基础上引入变转速控制,使电动机输出功率与液压负载相匹配,可进一步提高能量利用率26.5%;研究也表明,采用交流伺服电动机驱动的定量泵系统能量效率最高,较异步电动机驱动的定量泵系统节能88%,并且结构简单、动态性能好。     

Achieving constant speed of a hydrostatic drive using controlled operation of the pump and enhancing its energy efficiency

Novel ways of regulating the speed of a hydraulic drive through controlled operation of the pump either by loading/unloading the UPRV (unloading pressure relief valve) or by switching on/off of the prime mover driving the pump have been presented in this paper. The UPRV is used to operate the pump with a minimum load by diverting the pump delivery to the tank at low pressure. The energy efficiency of the said two methods adopted for controlling the hydro-motor speed is also compared. In this respect, the MATLAB^®/Simulink model of the system is made and validated experimentally. The static and dynamic performances of the system are investigated using the validated model. The results show that the UPRV controlled system demonstrates better dynamic performance and controllability in terms of decreased fluctuations in hydro-motor speed for the small load torque demand. However, by comparing the energy efficiency of the hydraulic system for the two control strategies, it is found that with the increase in the machine torque demand, the intermittent operation of the pump unit may be more preferable with respect to the amount of energy saved for the complete duty cycle of the system.