国内外液压系统的研究现状和发展趋势
时间:2017-05-17 21:29 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 国内外对液压系统的整体结构研究己经比较成熟，现在发展主题体现在控制系统的设计方面，控制系统根据其主控元件可分为三种类型： (1)继电器为主控元件的传统型液压系统。 (2)采用可编程控制器为主控元件的液压系统。 (3)应用高级微处理器或工业控制计算机为主控元件的液压系统。 继电器控制方式是延续了几十年的传统控制方式，其电路结构简单，技术要求不高，成本低，适应性不强，虽然现在还在应用，但己不是主流。而可编程控制器(PLC)是在继电器控制和计算机控制发展的基础上开发出来的，并逐步形成了以微处理器为核心，把自动控制技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业自动控制装置，具有较高的稳定性和灵活性，虽然功能与工控机控制有一定的差异，现在应用较为广泛，可以说还是主流。随着PLC的发展，现在也可以用PLC进行数字PLC控制，但其控制精度和快速性还有一定的差距。工控机控制是在计算机控制技术成熟发展的基础上采用的一种高技术含量的控制方式。这种控制方式是以工控机或单片机/单板机作为主控元件，通过外围接口器件如A/D、D/A转换或直接应用数字阀实现对液压系统的控制，同时利用各种传感器组成闭环回路式控制系统，达到精确控制的目的。这种控制方式具有许多优点:具有友好的人机交互性，操作极为简单，控制精度高，同时可利用软件进行系统故障预诊断，并能在线自动修复系统的故障和显示错误。 在控制方法上，液压伺服控制系统的经典控制理论在50年代初由美国麻省理工学院开始研究，到60年代初构成了其基本类型。经典控制理论采用基于工作点附近的增量线性化模型来对系统进行分析与综合，设计过程主要在频域中进行，控制器的形式主要为滞后/超前网络和PID控制等。目前，液压伺服系统的经典控制理论己经成熟，对于一些频宽不太高、参数变化和外干扰不太大的液压伺服系统，采用经典方法进行设计己经能够满足工程需要。但是，近年来随着机械工作精度、响应速度和自动化程度的提高，对液压控制技术提出了越来越高的要求，液压控制技术也从传统的机械、操纵和助力装置等应用场合开始向航空航天、海底作业和车辆与工程机械等领域扩展。在这种情况下，仅采用液压控制技术已难以满足上述应用场合提出的要求。机、电、液一体化技术正是在这种背景下产生的。8775 70年代末至80年代初逐渐完善和普及的计算机控制技术和集成传感技术为电子技术和液压技术的结合奠定了基础。计算机控制在液压控制系统中的应用大大地提高了控制精度和工作可靠性，使得以往难于用模拟控制实现的复杂控制策略的实现成为可能。控制器由以模拟实现为主变，以数字控制和微机控制实现为主，控制策略变为以近代控制方法、智能控制方法和鲁棒控制方法为主。与经典控制理论相应而发展起来的控制策略以PID控制为代表。近代控制理论和智能控制理论仍然吸取了PID控制的一些基本思想。PID控制基于系统误差的现实因素(P)、过去因素(I)、和未来因素(D)进行线性组合来确定控制量，具有结构简单易于实现等特点，至今在液压伺服控制系统中仍有着广泛的应用。可是传统的PID采用线性定常组合方式，难于协调快速性和稳态特性之间的矛盾，在具有参数变化和外干扰的情况下其鲁棒性也不够好。随着对系统性能要求的不断提高、传统的PID控制往往不能满足要求。在这种情况下吸取自适应控制和智能控制的基本思想并利用计算机技术的优势、对传统的PID功控制进行改造，形成自适应PID、模糊PID、智能积分PID和非线性PID等，使其适应新的要求。智能控制、自适应控制、变结构控制、鲁棒控制及神经网络控制也在液压伺服控制系统中被应用，以求达到更高的控制精度。于是，近代电液伺服系统由于自身的特点，对控制策略提出了如下要求: (责任编辑：qin) |