一種液壓馬達(dá)角速度伺服系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種液壓馬達(dá)角速度伺服系統(tǒng)，該系統(tǒng)由角速度指令信號(hào)發(fā)生器、伺服控制器、伺服放大器、伺服對(duì)象、角速度測(cè)量傳感器和液壓源組成；其中所述伺服控制器由比較器、第一積分器、積分系數(shù)Ki1乘法器、第一減法器、第二積分器、積分系數(shù)Ki2乘法器、第二減法器、反饋系數(shù)Kd1乘法器和反饋系數(shù)Kd2乘法器組成，所述伺服對(duì)象由電液伺服閥、液壓馬達(dá)和機(jī)械負(fù)載組成。本發(fā)明控制參數(shù)的調(diào)整有計(jì)算公式可循，避免了參數(shù)調(diào)整的盲目性，節(jié)省時(shí)間，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性并避免了超調(diào)現(xiàn)象的出現(xiàn)。電液角速度伺服系統(tǒng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)性能得到全面改善，靜態(tài)達(dá)到無靜差，動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間短且無超調(diào)和振蕩，動(dòng)態(tài)跟蹤精度高。
【專利說明】一種液壓馬達(dá)角速度伺服系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明涉及一種液壓馬達(dá)角速度伺服系統(tǒng)，特別涉及一種由伺服控制器控制的閥控液壓馬達(dá)角速度伺服系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】:
[0002]目前，液壓馬達(dá)角速度的精確控制必須采用閉環(huán)反饋控制方式才能獲得較好的控制精度，控制器通過對(duì)輸入、輸出之間的誤差信號(hào)進(jìn)行算法運(yùn)算產(chǎn)生角速度控制信號(hào)，從而為液壓馬達(dá)角速度控制提供精確調(diào)節(jié)。檢測(cè)被控對(duì)象角速度的傳感器往往直接與被控對(duì)象連接。
[0003]對(duì)于誤差的控制運(yùn)算目前廣泛使用的是比例控制(P控制)，比例加積分控制(PI控制)，比例加積分加微分控制(PID控制)。在上述常規(guī)控制方法中P控制是有差控制，往往滿足不了高精度控制場(chǎng)合；PI和PID控制能滿足穩(wěn)態(tài)控制精度，但是如果為了滿足快速性要求，往往對(duì)階躍輸入的指令信號(hào)，其輸出存在超調(diào)和振蕩現(xiàn)象，即如果要求系統(tǒng)響應(yīng)快，貝拙現(xiàn)超調(diào)和振蕩，要無超調(diào)和振蕩，系統(tǒng)響應(yīng)則變慢。這看似一對(duì)矛盾。究其原因，前向通道中對(duì)誤差每增加一種運(yùn)算，事實(shí)上對(duì)輸入信號(hào)和反饋信號(hào)同時(shí)增加了控制運(yùn)算。對(duì)角速度指令信號(hào)的每一種運(yùn)算就相當(dāng)于在電液伺服系統(tǒng)的微分方程的右邊增加了一個(gè)強(qiáng)迫項(xiàng)，使控制系統(tǒng)出現(xiàn)多個(gè)強(qiáng)迫項(xiàng)，這樣，電液伺服系統(tǒng)輸出就不能精確復(fù)現(xiàn)角速度指令信號(hào)，但是為了使系統(tǒng)成為無差系統(tǒng)，在這些強(qiáng)迫項(xiàng)中積分運(yùn)算卻是必不可少的。另外PI和PID控制運(yùn)算中往往忽略電液伺服系統(tǒng)中一個(gè)重要環(huán)節(jié)，即伺服放大器的最大輸出能力問題，也就是說伺服放大器往往得不到充分利用。因此要使得馬達(dá)角速度響應(yīng)既快又穩(wěn)，必須在控制參數(shù)中考慮伺服放大器的最大輸出能力，同時(shí)計(jì)算控制參數(shù)時(shí)要保證閉環(huán)系統(tǒng)的等效阻尼比為1，這樣設(shè)計(jì)出的馬達(dá)角速度伺服系統(tǒng)才能快而無超調(diào)、無振蕩。
[0004]隨著各種機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行精度、響應(yīng)速度以及自動(dòng)化程度的提高，對(duì)液壓馬達(dá)角速度伺服系統(tǒng)性能提出了越來越高的要求。當(dāng)今廣泛使用的一般反饋控制方法已不能滿足要求，采用新的電液伺服系統(tǒng)和伺服控制方法是進(jìn)一步提高液壓馬達(dá)角速度伺服系統(tǒng)性能所要解決的問題所在。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0005]本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種既快又穩(wěn)的液壓馬達(dá)角速度伺服系統(tǒng)。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0007]—種液壓馬達(dá)角速度伺服系統(tǒng)，該系統(tǒng)由角速度指令信號(hào)發(fā)生器、伺服控制器、伺服放大器、伺服對(duì)象、角速度測(cè)量傳感器和液壓源組成；其中所述伺服控制器由比較器、第一積分器、積分系數(shù)Kil乘法器、第一減法器、第二積分器、積分系數(shù)Ki2乘法器、第二減法器、反饋系數(shù)Kdl乘法器和反饋系數(shù)Kd2乘法器組成，所述伺服對(duì)象由電液伺服閥、液壓馬達(dá)和機(jī)械負(fù)載組成；所述角速度指令信號(hào)發(fā)生器的輸出端依次串接比較器、第一積分器、積分系數(shù)Kil乘法器、第一減法器、第二積分器、積分系數(shù)Ki2乘法器、第二減法器、伺服控制器、電液伺服閥、液壓馬達(dá)、機(jī)械負(fù)載后接角速度測(cè)量傳感器的輸入端，角速度測(cè)量傳感器的輸出端分別接較器、反饋系數(shù)Kdl乘法器和反饋系數(shù)Kd2乘法器的輸入端，反饋系數(shù)Kdl乘法器的輸出端接第一減法器的輸入端，反饋系數(shù)Kd2乘法器的輸出端接第二減法器的輸入端，液壓源的輸出端分別接電液伺服閥和液壓馬達(dá)的輸入端。
[0008]積分系數(shù)Kil乘法器、積分系數(shù)Ki2乘法器、反饋系數(shù)Kdl乘法器和反饋系數(shù)Kd2乘法器的初始整定值如下:
【權(quán)利要求】
1.一種液壓馬達(dá)角速度伺服系統(tǒng)，其特征是:該系統(tǒng)由角速度指令信號(hào)發(fā)生器、伺服控制器、伺服放大器、伺服對(duì)象、角速度測(cè)量傳感器和液壓源組成；其中所述伺服控制器由比較器、第一積分器、積分系數(shù)Kil乘法器、第一減法器、第二積分器、積分系數(shù)Ki2乘法器、第二減法器、反饋系數(shù)Kdl乘法器和反饋系數(shù)Kd2乘法器組成，所述伺服對(duì)象由電液伺服閥、液壓馬達(dá)和機(jī)械負(fù)載組成；所述角速度指令信號(hào)發(fā)生器的輸出端依次串接比較器、第一積分器、積分系數(shù)Kil乘法器、第一減法器、第二積分器、積分系數(shù)Ki2乘法器、第二減法器、伺服控制器、電液伺服閥、液壓馬達(dá)、機(jī)械負(fù)載后接角速度測(cè)量傳感器的輸入端，角速度測(cè)量傳感器的輸出端分別接比較器、反饋系數(shù)Kdl乘法器和反饋系數(shù)Kd2乘法器的輸入端，反饋系數(shù)Kdl乘法器的輸出端接第一減法器的輸入端，反饋系數(shù)Kd2乘法器的輸出端接第二減法器的輸入端，液壓源的輸出端分別接電液伺服閥和液壓馬達(dá)的輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓馬達(dá)角速度伺服系統(tǒng)，其特征是:積分系數(shù)Kil乘法器、積分系數(shù)Ki2乘法器的反饋系數(shù)的初始整定值如下:
【文檔編號(hào)】G05D13/62GK103631281SQ201310656169
【公開日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年12月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月6日
【發(fā)明者】朱鵬程, 夏永鋒, 張冰蔚, 張維光 申請(qǐng)人:江蘇科技大學(xué)