此外,液压伺服控制还拥有其它一些显而易见的优点;如元件的润滑性能好、使用寿命久;调速的范围广,低速运行可靠性好;使用油管动力传输方便;系统的过负载保护简单;液压执行元件可以适应多场合,有旋转式与直线式两种方式。
2)缺点:
(1)因液压精密元件,尤其控制元件抵抗污染的性能低,所以要求工作液压油的污染度一定要低。阀体会因为工作油液受到污染而产生磨损,甚至引起阻塞而停止运行。这是液压伺服系统发生故障的主要原因。因此系统中的关键位置必须安装精密的过滤器;
(2)油液的体积弹性模量很大,容易因液压油温度变化与液压油中空气含量的变化而受到影响。液压油的粘度也会因液压油的温度变化而变化。所以,系统的性能会由于液压油温度的变化而受到很大的影响。
(3)液压元件在在使用维护不正当时,很容易产生外泄漏,引起环境污染。目前,可燃性石油基液压油仍然被广泛使用,液压油泄漏有可能产生火灾,所以某些场合不应采用。
(4)制造液压元件时,对工艺要求很高,对加工精度的要求也极高,这增加了系统的制造成本。
1。4 课题的主要研究内容
(1) 根据现有硬件资源梳理出构成对称缸位置伺服系统的基本组件,并设计液压控制原理图;
(2) 对基本组件构成的对称缸位置伺服系统进行数学建模;
(3) 通过试验、测量及查询产品样本、文献资料方式确定数学模型中基本组件的未知参数及结构参数,为软件仿真做好准备;
(4) 采用PID控制算法进行对称缸位置伺服控制,并结合AMEsim对基本组件构成的对称缸位置伺服系统进行物理建模及仿真,结合Matlab/Simulink对基本组件构成的对称缸位置伺服系统进行数学模型仿真;
(5) 在算法不变及控制参数不变情况下通过对物理模型及数学模型两种不同形式的仿真,寻求两种仿真形式结果是否存在差异,如有差异,原因所在。并借助对系统开环频率特性的分析获得一组相对最佳的控制参数;
(6) 用这一组相对最佳的控制参数采用C++ Builder软件基于现有硬件编制伺服控制软件。
第二章 系统的总体设计
2。1主要技术指标和要求
(1)伺服液压缸所能达到的速度大于0。6m/s;
(2)伺服液压缸活塞直径不超过40mm,最大行程为250mm;
(3)编制一套控制软件;
(4)系统能够实现位置闭环控制;
(5)良好的启动和响应性能,工作可靠;
2。2 系统原理
对称液压缸位置伺服系统的原理设计包括了液压系统的原理设计以及控制系原理设计两部分,具体内容如下文所述。
2。2。1液压系统原理 论文网
液压系统构成如图1-1所示,系统采用阀控技术,构成系统的基本元件包括液压动力元件,图示电机泵组;液压控制元件,如图示中溢流阀单向阀、伺服阀等;液压执行元件,如图示对称式液压缸;辅助元件,如流量计、位移传感器、过滤器、液压油箱等。
在该系统中,为避免液压油受到污染,于泵的进油管道与油箱的流入管道上分别安装了过滤器。在进油管道上安装调压装置溢流阀3,系统的压力过大时,就可以通过溢流阀进行卸荷,从而起到对系统的安全保护作用。由于伺服液压缸本身带有内置传感器,是一种高精度的执行元件,因此采用控制精度较高的电液伺服阀,电液伺服阀可以与液压缸及信号发生装置、位移传感器等构成位置反馈闭环控制,通过数据采集卡实时接收传感器的反馈信号,记录各项检测数据。