基于PLC的电液比例流量控制系统设计

为对原有的FESTO电液比例控制系统做进一步开发,分析电液比例控制系统的控制原理及特点,采用可编程控制器PLC作为电控制单元改进原有的额定值信号源和继电器控制。仿真结果表明:改进后的系统相比原系统具有明显的优势,能够满足实践教学的要求。

基于RBF神经网络整定PID的电液比例系统位置控制研究

针对凿岩机械臂的电液比例系统位置控制精度问题,提出了一种基于径向基函数(RBF)神经网络整定PID的电液比例系统位置控制方法。首先,在AMESim中搭建了阀控非对称液压缸的电液比例系统简化模型,设置了各个模块的参数;然后,利用MATLAB/Simulink搭建了系统闭环控制模型,通过不断更新RBF网络模型并修正PID参数,实现了基于RBF神经网络整定PID的电液比例系统位置控制目的;结合AMESim搭建的电液比例系统模型和Simulink下搭建的控制器进行了联合仿真;最后,基于凿岩台车机械臂实验平台,进行了电液比例系统位置控制实验。仿真结果表明:在受到外部干扰的情况下,RBF神经网络整定PID控制系统能够在0.3 s内控制活塞杆重新运行至目标位置,平均响应时间为1.5 s,位置精度误差不超过5 mm。实验结果表明:与常规PID控制方法相比,RBF神经网络整定PID控制活塞杆位置精度误差降低了75%,位置精度误差在工程实际要求的10 mm范围以内,因此,RBF神经网络整定PID算法可以有效提高电液比例系统的位置控制精度,满足凿岩机械臂实际工作中对电液比例系统位置精度的控制要求。

面向喷浆机械臂电液比例控制系统的降噪处理研究

考虑到系统辨识数据的预处理能够提高喷浆机械臂电液比例控制系统的建模精度,采用小波变换滤波算法对采集的传感器数据进行滤波降噪处理。应用表明,在以sym5为小波基函数时,信噪比数值最大且均方根误差最小,降噪效果最好。滤波降噪结果能够为电液比例控制系统数学模型的精确辨识奠定基础。

基于面积差异等效建模的电液比例位置系统FMAPID控制

公路边坡护坡骨架施工车是聚焦于公路边坡土壤开槽和水泥混凝土滑模的工程机械装备。针对公路边坡护坡骨架施工车旋转臂在边坡环境的运动控制问题,设计一种基于模糊多参数自适应比例积分微分(proportional integral derivative,PID)的位置反馈控制策略。考虑到非对称液压缸两腔的差异,采用面积差异等效建模法建立阀控非对称液压缸的线性数学模型。通过定义模糊子集、选取隶属函数、建立模糊规则,使用模糊多参数自适应PID控制算法,实现旋转臂非对称液压缸位置控制。仿真和试验结果表明,基于面积差异等效数学模型的模糊多参数自适应PID能够有效地提高液压缸位置跟踪控制精度,验证了所提控制算法的有效性。

基于Simulink电液比例位置控制系统的性能分析和优化

为改善某钢铁公司电液比例位置控制系统相关系统性能,文章使用数值计算分析方法,建立电液比例位置控制系统的数学模型,通过Simulink软件构建模型,并分析可知,系统的幅值裕度为25 dB,相位裕度为89.6°,结合伯德图的曲线特征,发现该系统的准确性与稳定性已满足基本要求,但通过系统的阶跃响应曲线,发现其上升时间为4.26 s、调整时间为5.83 s,系统响应的快速性没有达到要求。为进一步改进系统性能,选取结构简单、适用范围广的PID控制器,通过添加PID控制和不断修改PID控制器参数,优化系统性能,优化后的系统幅值裕度为5.18 dB,相位裕度90°,上升时间为0.236 s,调整时间为0.435 s,系统在保持良好的准确性和稳定性的基础上,快速性也得到了改善,已完全满足工业生产的要求。最后讨论了液压缸有效面积对PID控制性能的影响:A_(h)=0.15~0.20 m^(2)时系统性能仍有较好的适用性;小于0.15 m^(2)时会发生剧烈震动;大于0.20 m^(2)会大大增加响应时间。

叉车工作装置电液比例控制系统解析

叉车作为一种装卸货物以及短途搬运运输的车辆,可以实现机械化作业,提高工作效率,而基于电液比例控制技术进行叉车工作装置的优化,则可以有效满足实际运行需求。对此,本文主要对叉车工作装置进行了分析,了解了电液比例控制技术以及运行原理,融合智能化控制技术,实现叉车运行的智能化控制,可以有效提高系统运行安全性,以供参考。

基于变死区补偿的模糊滑模电液比例伺服控制系统研究

针对比例阀控非对称液压缸控制中阀芯死区和缸的不对称性引起的误差,设计了一种带有变死区补偿的模糊滑模控制器,研究了这种控制器在空载和负值负载条件下的控制精度和稳定性.仿真结果表明,带有变死区补偿的滑模控制方法可以削弱阀芯死区特性和缸的不对称性带来的滞后和平顶现象.在空载实验中,带有变死区补偿的滑模控制方法的最大控制误差为±5 mm,带变死区补偿的模糊滑模控制方法的最大控制误差为±2.5 mm.在负值负载实验中,通过加入平衡阀,解决了活塞杆位移在20 kg负值负载条件下伸出时的抖动问题.

某大型装备电液比例实验台的控制系统设计

针对某大型装备电液比例系统的控制复杂、性能难掌握等特点,设计一种基于大型装备的电液比例实验台控制系统。对电液比例实验台的组成和功能进行介绍,对PLC可编程控制系统、电气控制系统和HMI人机交互系统进行设计,并对实验台的控制系统进行试验。试验结果表明:该控制系统能实现对系统元器件技术指标和参量的检测分析,可对控制系统参数和性能的曲线变化情况进行监测。

基于AMESim的电液执行系统流量匹配阀结构参数优化

以应用于某电力系统中电力开关精密控制的电液执行系统为研究对象,针对其工作特性不满足工程实际需求的问题,从其关键组成部件——流量匹配阀的结构参数研究入手,对电液执行系统的工作特性进行了理论分析、仿真分析以及试验测试。首先,对阀门内部结构和系统工作原理进行了分析;然后,建立了该电液执行系统的数学模型及仿真模型,经试验验证了该仿真模型的可行性与准确性;最后,探究了流量匹配阀的单因素结构参数对电液执行系统工作特性的影响规律,设计并进行了正交试验,得到了可选范围内的最优结构参数组合方案。研究结果表明:流量匹配阀的阀座钢球密封弹簧预紧力、阀座钢球密封弹簧刚度以及阀口初始遮盖量等结构参数对电液执行系统的工作特性都有重要影响,最优结构参数方案相较于原方案,系统的响应时间由133 ms缩短为42 ms,定位精度由0.261%提高至0.096%,可有效缩短系统响应时间,提高系统定位精度,满足工程实际需求。

基于电液比例技术的采煤机调高控制的优化设计及模拟

针对采煤机滚筒调高采用定量泵-换向阀,存在调节精确度、性能低等,优化设计采用电液比例采煤机调高液压系统,首先仿真分析开闭环PID调高控制,其能够实现滚筒轨迹的精确跟踪,且闭环PID控制特性明显优于开环控制;并在上述闭环PID调高控制基础上,仿真分析扰负载、过负载影响,结果表明:该调高系统可实现对干扰负载的忽略、过负载滚筒高度的自动调节。

电液比例负载口独立控制系统压力流量控制策略

介绍了电液比例负载敏感负载口独立控制系统组成结构和工作原理,建立了该系统的数学仿真模型;针对执行元件的不同工况,分别设计了基于计算流量反馈的速度控制器和基于压力闭环控制的压力控制器,实现了系统的压力流量复合控制;仿真和实验结果表明,该控制系统有较高的速度控制精度和良好的节能效果。通过变参分析,研究负载口独立阀单元频响和阻尼及死区对系统控制性能的影响,为负载口独立阀单元的开发和应用提供理论指导。

LUDV多路阀的挖掘机电液流量匹配控制系统特性

为了提高挖掘机液压系统的操控性和节能性,采用电比例泵和电比例多路阀同步、开环控制方式的电液流量匹配控制系统.以2t挖掘机试验样机为研究对象,分析基于与负载压力无关的流量分配(LUDV)多路阀的电液流量匹配控制系统的结构原理和特点,建立基于Adams和AMEsim的挖掘机机液联合仿真模型;以LUDV负载敏感系统为对比研究对象,通过挖掘机动臂和铲斗复合动作,仿真与试验分析电液流量匹配控制系统的稳定、响应和节能性,并进行挖掘机流量饱和和典型挖掘工况的试验研究.结果表明:仿真与试验结果吻合较好,验证仿真模型的准确性,仿真模型可用于进一步理论研究;与LUDV负载敏感系统相比,基于LUDV多路阀的电液流量匹配控制系统改善了系统的稳定性和响应性,压力裕度减小了0.9～1 MPa,提高系统的节能性.通过典型挖掘工况对整机能耗进行评估,与LUDV负载敏感系统相比,电液流量匹配控制系统系统压力裕度降低了1MPa,节能达12%.

水稻精量旱穴播机穴距电液比例控制系统的设计与试验

针对目前国内水稻精量旱穴播机普遍采用多组链轮或多组齿轮改变传动比，实现株（穴）距调节，但株距调节范围有限的问题，为了增加穴距调节范围，实现穴距的无级调节，研制了一种基于可编程逻辑控制器（programmable logic controller，PLC）与触摸屏的电液比例控制系统，实时调整液压马达转速，实现播种作业的实时调节。液压系统主要由液泵、液压马达和比例流量阀等组成；控制系统通过Delt WPLSoft V2.37编程软件，编制PLC梯形图程序，采用监视与控制通用系统（monitor and control generated system，MCGS）组态软件开发出人机交互界面，可在交互界面上输入地轮直径大小和穴距，以及设定比例流量阀初始值和阈值，调整比例积分微分（proportion integration differentiation，PID）参数，并通过人机交互界面实现播种作业时的穴距调节和作业速度监测。通过台架试验和田间试验表明，在作业速度2.8～3.2和〉3.2～3.6 km/h时，台架试验穴距合格率和田间试验播种穴距合格率均为100%，满足播种要求；在作业速度〉3.6～4 km/h范围内，台架试验穴距合格率达到89%，田间试验穴距合格率为70%，根据NY/T987－2006《铺膜穴播机作业质量》农业行业标准，田间试验穴距合格率＜80%，不能满足穴播机作业质量标准。研究结果表明，水稻精量旱穴播机选用型孔轮式排种器，但田间播种作业成穴性效果受风阻、机架振动和种子下落速度等影响较大，作业速度应控制在2.8～3.6 km/h为宜，当作业速度增大对成穴性影响尤为显著。台架试验和田间试验结果都表明电液比例控制穴距系统的可行性，为播种机株（穴）距调节技术提供了科学依据，为播种机的相关设计研究提供技术参考。

摩擦焊接过程电液比例计算机闭环控制系统研制

根据摩擦焊接过程质量控制需要,在摩擦焊机原有开关控制阀组成的液压施力系统上,增设了压力与流量电液比例控制阀,并配置了相应的计算机测控硬件,在Windows操作系统下采用VC++编制了相应的测控程序,从而建立了摩擦焊接过程计算机电液比例闭环控制系统。静动态测试及应用表明,该系统静动态特性好,可靠性高,实现了摩擦焊接过程中轴向压力的闭环控制、滑台进给速度的开环比例控制,以及主轴转速、轴向压力、轴向缩短量、摩擦转矩(主电动机电流),以及界面温度的实时检测,能够满足摩擦焊接过程闭环控制系统需求,有广泛的应用前景。

装载机中数字电液比例控制系统的仿真

介绍了用全新的数字电液比例先导控制方向阀——高速开关阀取代传统的电液比例阀 ,与多路阀构成数字电液比例换向阀 ,实现对装载机的数字化电液比例控制。然后用 Matlab仿真软件中的 Sim ulink对高速开关阀进行动态特性仿真 ,证明通过改变它的占空比可以控制多路阀的流量 ,从而达到控制工作部件的运动速度。

电液比例阀控缸位置控制系统的建模与仿真研究

通过对电液比例阀控缸液压位置伺服系统详细分析,推导出对称比例阀控不对称缸位置伺服系统的数学模型并进行线性化处理。采用比例控制方法,通过系统仿真得到了模型在低频工作频段内的动态响应。结果表明,系统在低频工作频段内的动态响应比较理想,为系统的进一步实验研究提供了理论依据和准备,提高了在设计和分析系统时的效率。

电液比例流量控制新原理理论及实现

针对现有电液比例流量控制技术的不足，首次提出一种新的控制原理，仅用一比例节流阀即可闭环精确控制流量，简化了阀的结构。该原理还可使阀具有压力流量复合控制、故障诊断和容错控制等智能功能，研究结果表明新原理阀的动静态性能亦非常优良。

电液比例式推进系统的自适应反演滑模控制

针对电液比例阀驱动的水下推进系统存在液压系统强非线性、易受外界温度压力以及水动力性能变化引起的参数不确定性的问题,提出一种自适应反演滑模控制方法.该方法结合实验辨识和自适应参数控制器设计方法分别对电液比例复杂耦合系统和不确定系统参数进行简化分析和在线估计,使用李雅普诺夫稳定性理论保证了系统全局渐近稳定以及系统状态的有界性.以国家发展高科技计划4 500米级深海作业系统-"海马号"ROV的螺旋桨推进系统为研究对象,使用提出的控制方法与传统PID控制器进行对比试验.仿真和水池试验结果表明,所设计的自适应反演滑模控制器对参数变化以及未知外界干扰具有较强的鲁棒性,可以很好地跟踪螺旋桨转速参考轨迹,获得较好的稳态控制精度和动态性能;同时修正后的参数估计能够保证在外界未知干扰下估计参数的有界性.

挖掘机电液流量匹配控制系统流量补偿试验

为改善挖掘机液压系统的操控性和节能性,采用电比例泵和电比例多路阀同步控制方式的电液流量匹配控制系统.以2t挖掘机试验样机为研究对象,分析电液流量匹配控制系统的结构原理和特点;针对挖掘机轻重负载不同工况,测试系统的压力和流量特性,通过试验研究基于压力特性的开环流量补偿方法.利用实时检测的油缸速度间接实现流量闭环控制,试验分析动臂、铲斗单执行器动作和复合动作的速度控制特性,并对系统进行变负载、变速度工况测试.试验结果表明:采用流量补偿方法提高系统的流量控制精度;电液流量匹配控制系统与负载敏感系统相比,泵的压力裕度减小0.6～0.7MPa,提高了系统的节能性和动态响应性.

直驱式电液伺服系统压力流量复合控制

为实现直驱式电液伺服系统优化的压力流量复合控制,建立了直驱式电液伺服系统流量和压力控制的数学模型。提出基于压力差切换参数的恒压力限流量控制方式。并在此基础上对压力流量切换控制方式进行修正。这种复合控制在满足系统稳定性的前提下,极大地提高了系统响应特性。实验结果表明,通过合理的积分及死区调节,两种控制方式均可使压力流量平稳切换,系统对执行机构及负载参数变化的敏感性降低,系统响应性能得到提高。这些结果证实所提出方法的效果。