多缸同步提升电液系统建模和控制

针对多缸同步提升电液系统,在分析系统运动的数学模型和液压缸的冗余性问题后,提出一种具有二级的非线性系统控制器。该控制器的外环级采用线性多输入多输出系统的定量反馈控制理论和冗余性分析策略,以获得多缸同步运动所需的各缸期望负载压力；内环级由n个基于扰动观测的单输入单输出液压缸非线性负载压力控制器组成,用于在有扰动情况下实现对每个提升缸期望负载压力的精确跟踪控制。以四缸同步提升系统为实例的运行结果表明,该控制策略可以有效地实现多缸运动同步控制。

基于AMESim的筒阀多缸同步系统建模及动态特性仿真

为了分析机械参数对水轮机筒阀多缸同步运动的影响,进行了筒阀多缸同步系统的动态仿真.在分析筒阀多缸同步系统的工作原理及控制策略的基础上,选择筒阀开启过程作为仿真对象,运用AMESim软件搭建了筒阀的物理模型并设置了模型的主要参数,分析了机械参数对系统动态特性的影响.仿真结果表明:接力器的负载不均、缸径制造误差和内泄漏导致系统最大同步误差变大;管道的通径和类型的变化,使筒阀运动行程的始末端的速度产生较大波动;同时管道长度的增加以及竖直管道的存在,导致系统的速度响应产生一定的滞后.

辊式淬火机液压多缸同步回路的优化设计

辊式淬火机上框架的液压多缸高精度快速提升控制是该设备必须解决的一个难点。针对国内某淬火机同步控制回路同步精度较差的问题,以节流阀流量公式为基础,推导出节流阀调速回路的速度刚度关系式,指出节流阀调速不适用于淬火机框架提升这样的高速重载场合。提出一种基于液压同步马达配合比例阀补偿的控制方案,理论分析及实际应用结果均表明,该回路在对液压多缸进行同步控制方面较原来的控制回路具有明显的优越性。

顶模体系中多缸同步顶升液压控制系统设计

针对超高层建筑施工中液压顶升钢平台的负载不均衡导致的多缸同步运动精度低的问题,设计一种以工业控制计算机为上位机、西门子PLC为下位机的液压同步控制系统。运用高精度的位移传感器和倾角传感器对系统的关键参数进行检测和反馈。基于经典的PID控制算法,对对称比例阀的阀口开度进行精确控制,进而控制进入各缸的流量,达到多个液压缸同步顶升的要求。建立单个阀控非对称液压缸的数学模型,并进行稳定性分析及系统特性分析。结果表明:使用PID控制算法,顶模液压系统响应速度较快,运行稳定且无超调,能满足液压缸同步要求。

对同步马达多缸同步液压控制系统的分析及改进

以同步马达为同步控制元件的多缸同步液压控制系统广泛应用于冶金等各行业。以转炉烟罩同步马达升降液压控制系统为例,分析传统同步马达多缸同步液压控制系统的工作原理和特点,针对其存在的问题提出一种带纠偏功能的同步马达多缸同步液压控制系统,已将它实际应用于生产中,并取得了良好的效果。

基于模型参考模糊自适应的多缸同步控制

针对各通道间存在的耦合和外力扰动作用,以及工况和负载的复杂多变性,以四缸同步系统为例,应用了模型参考模糊自适应控制。根据被控对象和参考模型的输出偏差和偏差的变化来调整PI控制器的比例系数和积分系数,即通过模糊推理实时地调节PI参数,使受控系统的输出趋近于参考模型输出。仿真结果表明:该方法比传统PID控制能更有效的抑制各通道间的耦合和外力扰动作用,提高了系统的鲁棒性和同步精度。

辊式淬火机液压多缸同步模拟装置的研制

多个液压缸的高速、高精度同步控制是辊式淬火机设备投产前必须解决的一个技术难题。通常,需要对设备进行反复调试才能取得令人满意的控制效果,这与紧张的设备安装与调试工期相互矛盾。为此,根据淬火机的框架同步提升原理,研制了一台多缸同步模拟装置。介绍了模拟装置的主要功能及其相似性设计原理。介绍了计算机控制系统的硬件、软件组成及其实现方法。将在模拟装置上充分调试后的计算机控制软件应用于某淬火机框架提升装置的控制中,其同步控制误差小于4%,且有效缩短了现场调试周期。

基于智能算法的多缸同步控制系统研究

介绍了多缸电液伺服同步控制原理和神经网络控制原理,提出了神经网络PID算法,设计了神经网络PID控制器。推导出多缸液压同步控制系统的传递函数,并把该控制器应用到多缸液压同步控制系统中。经过仿真研究表明该控制器控制效果良好,能满足多缸电液伺服系统的同步控制要求。

重载举升多缸同步液压系统的非连续控制

提出了一种采用非连续控制技术实现重载举升多缸同步控制的方法。应用结果表明,该方法不但使系统同步性能优良,满足石油开采的需要,且算法简单、可实现性和实时性好、成本低、可靠性高,具有很好的工业推广价值。表明非连续控制方法是实现液压系统数字控制的有效途径之一。

大型结构物模块对接新型装置及多缸同步控制

针对海洋工程中大型结构物模块三维重载对接的要求,设计了一种新型的重载对接装置,并提出了一种多缸耦合的同步控制方法,从而实现机电一体化;其耦合控制思想为某时刻输入控制器的信号不仅要考虑自己的跟随误差,还应考虑与其相邻两液压缸之间的误差;对耦合器进行设计,由于液压系统具有非线性特性,因此采用模糊PID算法获取耦合系数;通过AMESim和MATLAB联合同步仿真,并将仿真结果同主从同步控制方式进行对比,表明该方法不仅解决了因主从控制产生的位移滞后问题,避免了系统加减速时产生的波动,而且同步控制精度也得到提高。

CAN总线在高速液压多缸同步运动控制中的应用

高速液压多缸同步运动装置有瞬时大功率的特点,其高速液压缸要求达到24m/s的速度,需要采集的数据量大,控制算法也较复杂,所以选用分布式的控制系统。大量的信号在系统中需实时交换,传统线束已不能满足要求,所以用CAN总线来完成测控中的数据传送。CAN总线有易扩充、易实现多主结构、可靠性高、实时性强、通信介质无特殊要求的特点。设计了总体结构,具体的方案,对针对本系统自己定义的CAN应用层协议进行说明。实践证明,该系统成本低,运行稳定。

液压支架试验台远程多缸同步控制系统设计

为解决30 000kN液压支架试验台活动平台及垂直外加载平台远程四缸同步控制技术难题,设计了基于PXI平台和LabVIEW RT的液压支架试验台远程多缸同步控制系统。采用高频电液比例方向阀作为调高油缸液压系统的执行元件,高精度位移传感器作为实时闭环系统的反馈元件,通过在嵌入式实时控制器中运行模糊PID控制算法,实时调整比例方向阀开口度,从而实现调高油缸的同步。实际应用表明,在液压支架试验台活动平台调高过程中,该系统的四缸最大同步误差为0.91 mm,四缸最小同步误差为0.63mm。

液压系统多缸同步控制技术研究

针对液压多缸同步控制技术进行研究,建立了液压多缸同步系统的控制模型。使用等状态交叉耦合控制策略对液压多缸同步系统进行控制;使用模糊PID算法代替常规PID算法作为液压多缸同步控制系统的核心算法。仿真研究的结果表明,使用模糊PID算法相比常规PID算法,能够有效提高液压多缸同步控制系统的跟踪性能和同步控制性能。

基于干扰观测器的状态受限多缸同步控制策略

针对液压支架群多缸同步拉架过程,提出了基于干扰观测器的状态受限同步控制策略。首先分析了多缸之间的关系,基于等同控制的思想为每个子系统设计了干扰观测器以估计和补偿系统的不确定性和外来干扰;利用障碍李雅普诺夫理论对系统位置和速度的最大误差进行限制;引入动态面理论避免反步设计过程中的微分爆炸现象,简化了控制器的设计过程;以ZY3200/08/18D型电液控制液压支架为模型在Simulink中进行了仿真分析,随后搭建模拟实验台进行了实验验证。仿真和实验结果表明,所设计的位置同步控制策略拥有较高的轨迹跟踪精度和同步精度。

深部煤炭流态化开采装备自主行走机构多缸推进同步控制

我国浅部煤炭正逐渐开采殆尽,向地球深部开发资源已成为必然趋势和国家需求。针对2000 m以深的深部煤炭开采难题,设计了一种适用于深部煤炭流态化开采装备的自主行走机构,并重点对自主行走机构中液压推进系统的多缸同步控制难题进行了研究。首先,基于流态化开采工艺原理及装备组成,设计了一种增阻迈步式自主行走机构,可实现采掘、转化和输出等多舱体的分段式自主行走;其次,针对液压推进系统的多缸同步控制要求,分析对比了主从控制、相邻交叉耦合控制、偏差耦合控制、均值耦合控制4种控制策略以及比例、积分、微分控制(PID)算法、自抗扰控制器(ADRC)的优缺点,分别开展了在均匀负载、突变负载、时变负载3种工况下的控制性能仿真试验;再次,采用雷达图测评法对不同控制策略下的同步控制性能进行综合评价,最终选定基于ADRC的均值耦合控制方法为最佳同步控制策略;最后,研制自主行走机构试验台并开展了多液压缸同步控制试验,试验结果表明:当采用基于ADRC的均值耦合同步控制策略时,4个液压缸在不同工况下的最大同步误差均能保持在±5 mm以内,且具有优异的鲁棒性,可满足流态化开采装备自主行走机构的多缸同步推进要求。

基于T-CPU的多缸电液比例同步控制系统研究与应用

介绍了多缸同步控制的几种传统方法,国内外多缸电液比例同步控制技术的发展概况。论述了基于西门子T-CPU(Technological tasks with SIMATIC)进行多缸电液比例同步控制系统的技术方案,包括硬件组成原理、软件系统、"同步轴"概念等,并介绍了其在液压板料折弯机中的应用。

一种多缸液压同步系统的控制策略及其仿真研究

针对液压控制系统中广泛存在的同步控制问题,提出一种新的基于模糊PID增量式输出的主从方式控制策略,并通过在MATLAB下编写仿真程序对某型号机床的液压同步控制系统进行建模和仿真。结果表明:该控制策略的控制效果很好,对液压同步控制系统的设计和调试具有一定的指导意义。

宽幅平板硫化机多缸与电热同步智能控制的探讨

设计了一种新型平板硫化机控制方案。将传统的分步供油、大径液压缸加热方式改为多缸下压方式,并将加热方式改为陶瓷电热。为此设计了多缸同步控制方案、共烧陶瓷电热同步控制方案,同时为达到精确控制水平,整套控制系统采用模糊-PID复合控制方式。希望该方案对同行有借鉴作用。

PLC控制液压六缸二异三同步运行技术的研究

针对液压系统中多缸同步运动控制精度差的问题,自主开发一套基于PLC的多缸同步控制系统,通过创新液压缸设计、油液传动原理设计、同步控制元件闭环设计和逻辑运算的分析,辅助数字液压技术,实现了六组液压缸的二异三同步运行技术。经过现场试验验证,六缸二异三同步技术实现液压缸活塞运动控制精度达到了2.5mm以内,单缸位移精度达到0.01mm。该技术应用于液压注入设备,输出排量可以提高到1.5m^(3)/min,在同行业处于领先水平。

水轮机筒阀电液同步控制系统数学建模与仿真

为了满足水轮机筒阀在启闭过程中的多缸同步和速度控制的要求,对筒阀电液同步控制系统中的主要液压部件,如电液比例方向阀、同步液压马达、比例节流阀和非对称液压缸进行动态数学建模分析,给出了水轮机筒阀电液同步控制系统非线性数学模型.针对筒阀在启闭过程中对同步性能和速度控制要求高的特点,提出一种双闭环(同步闭环和速度闭环)综合控制方式,该控制方式内环负反馈用于多缸同步控制,外环负反馈用于多缸速度控制.利用Simulink对系统进行仿真研究,并和试验结果进行了对比.结果表明,该系统和控制方式能满足水轮机筒阀在启闭过程中对速度和同步性能的要求.