泵长化带动型冶铸液压器液压遏制体系探讨
  • 技术应用
  • 2013-07-22 11:11
  • 来源:中国液压网
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  •   控制系统结构控制系统采用现场总线控制网络体系结构,简单动作由PLC完成,液压机的位置、速度与压力闭环控制由计算机系统完成,是液压机的控制结构图。压机的速度、位置、压力及运动方向完全由4台泵来实现,每台泵的流量变化和方向由泵芯的偏移来调节,为获得高的响应速度,采用伺服阀驱动伺服油缸来调节泵的偏心,同时将伺服油缸的位移构成位置闭环,实现泵的高精度控制。

      每台泵的伺服变量机构由伺服放大器、电液伺服阀、伺服液压缸,可逆回转式径向柱塞变量泵和位置传感器组成。各环节动态方程可列写如下:伺服放大器i=Ka$u=Ka(ua-KxXs)(1)伺服阀特性方程Qs=KsTsS+1i(2)伺服液压缸流量连续性方程Qs=AsSXs(3)正弦泵的流量方程Qp=KpnXs(4)式中Ka伺服放大器增益Ks电液伺服阀增益Ts电液伺服阀时间常数As伺服油缸面积Kp泵流量系数n油泵电机转速由于伺服液压缸负载功率很小,加上不计漏损和压缩性,可将伺服油缸简化为积分环节,则可得泵的伺服控制方框,如示。

      泵的伺服控制方框图压机驱动油缸的输入流量为:Qf=Qp1+Qp2+Qp3+Qp4(5)油缸的流量连续方程Qf=AtSy+Cslpf+Vt2EySpf(6)tpf=mtS2y+BtSy+Kty+FL(7)式中Vt泵和油缸一侧的油液容积pf油缸压差At油缸活塞面积Csl总泄漏系数Ey等效容积弹性模量mt运动部分质量Bt活塞与负载运动部分的粘性阻尼系数Kt弹性负载刚度y油缸输出位移

      系统控制策略由于伺服阀的响应频率远高于执行机构的频率,因此将伺服阀简化为比例环节,同时为了提高系统性能,对每一子系统均采用PID校正,则本系统控制方框图可简化为如所示。系统控制简化方框图锻造液压机要求在锻造速度高达120次/min下能平稳运行,并达到±1mm的控制精度,实际证明采用传统的PID控制很难满足要求,本文采用自适应模糊PID控制器实现PID参数在线自调整,取得了较好效果。

      自适应模糊PID控制器以误差e和误差变化ec为输入,利用模糊控制规则在线对PID参数进行修改,如所示。自适应模糊PID控制器结构图PID参数自整定的实现思想是先找出PID3个参数与偏差e和偏差变化ec之间的模糊关系,在运行中通过不断检测e和ec,再根据模糊控制原理来对3个参数进行在线修改,以满足不同的e和ec对控制器参数的不同要求,而使被控对象有良好的动、静态性能。

      

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