專利名稱：電液線位移伺服系統(tǒng)中伺服對象參數(shù)識別方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電液伺服系統(tǒng)設(shè)計方法，特別涉及一種閥控液壓缸線位移伺服系 統(tǒng)中伺服對象參數(shù)的定量識別方法。
二.
背景技術(shù)：
電液線位移伺服系統(tǒng)廣泛用于工業(yè)、交通、科研等部門。為了獲得優(yōu)良的線位移伺 服性能，電液線位移伺服系統(tǒng)必須采用閉環(huán)控制。電液線位移伺服系統(tǒng)包括電子控制器、伺 服對象、線位移檢測傳感器、以及液壓源。其中伺服對象由電液伺服閥、液壓缸、以及它所帶 的機(jī)械負(fù)載組成。只有對伺服對象進(jìn)行定性識別，才能決定設(shè)計什么樣的電子控制器，只有 對伺服對象的參數(shù)進(jìn)行定量識別，才能對電子控制器的控制參數(shù)準(zhǔn)確調(diào)整。目前，電液線位移伺服系統(tǒng)現(xiàn)有技術(shù)中的電子控制器，其控制參數(shù)并不是根據(jù)伺 服對象的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，而是直接采用試湊法或經(jīng)驗(yàn)法調(diào)整電子控制器的控制參數(shù)。這就 造成電子控制器的控制參數(shù)調(diào)整比較盲目，電液線位移伺服系統(tǒng)的調(diào)試費(fèi)時費(fèi)力，線位移 伺服性能難以滿足工程要求。因此，電液線位移伺服系統(tǒng)設(shè)計和調(diào)試時，如何識別伺服對象 的參數(shù)，則是現(xiàn)有技術(shù)中有待解決的問題。
三.

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種電液線位移伺服系統(tǒng) 中伺服對象參數(shù)識別方法，使得電液線位移伺服系統(tǒng)設(shè)計和調(diào)試時，有的放矢調(diào)整電子控 制器的參數(shù)。電液線位移伺服系統(tǒng)包括電子控制器、伺服對象、線位移檢測傳感器、以及液壓 源。其中伺服對象由電液伺服閥、液壓缸和它所帶的機(jī)械負(fù)載組成。電液伺服閥是電液線 位移伺服系統(tǒng)的關(guān)健器件，在電液伺服系統(tǒng)中置于電信號與液壓信號的轉(zhuǎn)接處，它將電子 控制器輸出的電流信號首先轉(zhuǎn)換成閥芯的位移，進(jìn)而再轉(zhuǎn)換成液壓系統(tǒng)中的負(fù)載流量，并 放大為大功率的液壓能推動液壓缸的活塞作線性運(yùn)動，從而帶動機(jī)械負(fù)載作功。伺服對象由電液伺服閥、液壓缸和它所帶的機(jī)械負(fù)載組成。電液線位移伺服系統(tǒng) 中，對電液伺服閥輸入電流時，輸出為液壓缸活塞及所帶機(jī)械負(fù)載的線位移。因此，輸出為 液壓缸活塞及所帶機(jī)械負(fù)載的線位移y(t) (m)相對于電液伺服閥的輸入電流i(t) (A)之間
的傳遞函數(shù)表達(dá)式為
F(s)1…TTT = ^⑴ /(X) mds2+Bds式中md—稱作等效質(zhì)量；Bd——稱作等效粘性阻尼系數(shù)。式(1)就是電液線位移伺服系統(tǒng)中工程上實(shí)用的伺服對象的數(shù)學(xué)模型，它是一個 二階系統(tǒng)。知道了伺服對象數(shù)學(xué)模型采用傳遞函數(shù)表達(dá)的形式，僅僅完成了對它的定性認(rèn) 識。只有將式(1)中這兩個參數(shù)的大小識別出來，才能完成對伺服對象數(shù)學(xué)模型的定量識別。那么，如何對其進(jìn)行定量識別呢？為了解決這一問題，本發(fā)明是使用一種電液 線位移伺服系統(tǒng)伺服對象參數(shù)識別裝置，該識別裝置由階躍電流信號發(fā)生器、電液伺服閥、 液壓缸、機(jī)械負(fù)載、線位移檢測傳感器、記錄儀器以及液壓源構(gòu)成，其中階躍電流信號發(fā)生 器、電液伺服閥、液壓缸、機(jī)械負(fù)載、線位移檢測傳感器以及記錄儀器依順序連接；所述的階 躍電流信號發(fā)生器還與記錄儀器直接相連；所述的液壓源分別與電液伺服閥和液壓缸相連 接。所述電液伺服閥、液壓缸和機(jī)械負(fù)載組成了所要進(jìn)行參數(shù)識別的伺服對象。所述階躍電流信號發(fā)生器產(chǎn)生階躍電流信號提供給伺服對象中的電液伺服閥，電 液伺服閥將電流信號轉(zhuǎn)換成閥芯的位移，進(jìn)而再轉(zhuǎn)換成液壓系統(tǒng)中的負(fù)載流量，并放大為 大功率的液壓能推動液壓缸的活塞及所帶機(jī)械負(fù)載作線性運(yùn)動，線位移檢測傳感器將活塞 及所帶機(jī)械負(fù)載的線位移信號檢測出來并送到記錄儀器進(jìn)行記錄；與此同時，階躍電流信 號發(fā)生器輸出的階躍電流信號也送到記錄儀器將其記錄下來。電液線位移伺服系統(tǒng)中伺服對象參數(shù)識別方法是若將幅值為Im的階躍電流信號i(t)輸入到伺服對象中的電液伺服閥，求出伺服 對象的輸出響應(yīng)，也就是求出液壓缸活塞及所帶機(jī)械負(fù)載運(yùn)動的線位移y(t)。根據(jù)傳遞函 數(shù)式(1)寫出相應(yīng)的微分方程
權(quán)利要求
1. 一種電液線位移伺服系統(tǒng)中伺服對象參數(shù)識別方法，該識別方法使用一種電液線位 移伺服系統(tǒng)伺服對象參數(shù)識別裝置，該識別裝置由階躍電流信號發(fā)生器、電液伺服閥、液壓 缸、機(jī)械負(fù)載、線位移檢測傳感器、記錄儀器以及液壓源構(gòu)成，其中階躍電流信號發(fā)生器、電 液伺服閥、液壓缸、機(jī)械負(fù)載、線位移檢測傳感器以及記錄儀器依順序連接；所述的階躍電 流信號發(fā)生器還與記錄儀器直接相連；所述的液壓源分別與電液伺服閥和液壓缸相連接； 所述電液伺服閥、液壓缸和機(jī)械負(fù)載組成了所要進(jìn)行參數(shù)識別的伺服對象；其特征是包 括如下步驟(1)將幅值為某一定值的階躍電流信號輸入到電液伺服閥，通過液壓源驅(qū)動液壓缸以 及所帶機(jī)械負(fù)載運(yùn)動，由線位移檢測傳感器檢測其運(yùn)動的線位移信號；(2)用記錄儀器將所述的階躍電流信號和線位移信號隨時間變化過程記錄下來，直至 線位移信號進(jìn)入直線上升階段；(3)沿線位移信號的直線上升階段作第一條直線；(4)測量所述第一條直線的斜率；(5)將所述階躍電流信號幅值除以所述第一條直線的斜率，得到電液線位移伺服系統(tǒng) 中伺服對象的等效粘性阻尼系數(shù)；(6)采用第一條直線相同的斜率，過坐標(biāo)原點(diǎn)作第二條直線；(7)在橫坐標(biāo)上的同一時間讀出這兩條直線的縱坐標(biāo)之差值；(8)將所述差值乘以等效粘性阻尼系數(shù)的平方，所得乘積再除以階躍電流信號幅值，得 到伺服對象等效質(zhì)量。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電液線位移伺服系統(tǒng)中伺服對象參數(shù)識別方法，所述識別方法是將階躍電流信號輸入到電液伺服閥，由線位移檢測傳感器檢測機(jī)械負(fù)載運(yùn)動的線位移信號；記錄階躍電流信號和線位移信號變化過程直至進(jìn)入直線上升階段；沿直線上升階段作第一條直線并測量其斜率；將階躍電流信號幅值除以第一條直線斜率得到伺服對象的等效粘性阻尼系數(shù)；采用第一條直線相同的斜率，過坐標(biāo)原點(diǎn)作第二條直線；在橫坐標(biāo)上的同一時間讀出這兩條直線的縱坐標(biāo)之差值；將所述差值乘以等效粘性阻尼參數(shù)的平方，所得乘積再除以階躍電流信號幅值得到伺服對象等效質(zhì)量。本發(fā)明不僅能使電液線位移伺服系統(tǒng)參數(shù)調(diào)整有的放矢，而且可使伺服系統(tǒng)獲得良好的靜動態(tài)性能。
文檔編號F16K31/00GK102128304SQ20111008645
公開日2011年7月20日 申請日期2011年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月7日
發(fā)明者曾文火, 朱鵬程 申請人:江蘇科技大學(xué)