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基于PXI的電液伺服作動(dòng)器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

作者: 時(shí)間:2012-05-08 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

摘要:針對(duì)某工程機(jī)械中的作動(dòng)器裝置,利用其液壓系統(tǒng)的工作原理,了一種的電液作動(dòng)器。在介紹作動(dòng)器液壓回路工作原理的基礎(chǔ)上,簡(jiǎn)述了方案及其組成。該解決了該作動(dòng)器開環(huán)控制誤差大的問題,具有控制精度高,靈敏度高,結(jié)構(gòu)緊湊,可復(fù)用性高等優(yōu)點(diǎn)。
關(guān)鍵詞:電液閥;系統(tǒng);作動(dòng)器;;LabVIEW

0 引言
作動(dòng)器是一種以液壓油為動(dòng)力源的擺動(dòng)機(jī)構(gòu),在飛行器的升降翼、方向舵、水平襟翼以及坦克、船舶、火車等多種需要擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的場(chǎng)合得到了廣泛的應(yīng)用。本文的電液伺服作動(dòng)器是某工程項(xiàng)目中驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置動(dòng)作的傳動(dòng)設(shè)備,該作動(dòng)器的主要作用是利用作動(dòng)簡(jiǎn)的動(dòng)作驅(qū)動(dòng)相應(yīng)裝置產(chǎn)生動(dòng)作,從而對(duì)該機(jī)械裝置運(yùn)動(dòng)軌跡的控制。因此作動(dòng)器的動(dòng)作性能指標(biāo)直接影響到該工程機(jī)械裝置的工作安全。
然而,目前大多文獻(xiàn)及研究是以單片機(jī)或DSP為控制單元對(duì)電液伺服作動(dòng)器的閉環(huán)控制,其控制策略復(fù)雜,復(fù)用性差等缺點(diǎn)使其在工程應(yīng)用中越來越不能適應(yīng)實(shí)際工況的要求。近幾年,隨著虛擬儀器測(cè)試平臺(tái)的快速發(fā)展,越來越多的工業(yè)控制開始利用該平臺(tái)進(jìn)行相關(guān)技術(shù)的研究與開發(fā)。虛擬儀器測(cè)試平臺(tái)強(qiáng)大的控制、處理能力及標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化等優(yōu)點(diǎn)使其成為當(dāng)今控制領(lǐng)域的主流控制工具。
本文根據(jù)電液伺服作動(dòng)器的工作原理,結(jié)合作動(dòng)器伺服機(jī)構(gòu)開環(huán)的工作特性,提出一種虛擬儀器測(cè)試平臺(tái)架構(gòu)的電液伺服作動(dòng)器的,該系統(tǒng)用于完成對(duì)該類作動(dòng)器伺服機(jī)構(gòu)的閉環(huán)控制,作動(dòng)筒及主控閥上位移傳感器所測(cè)量的參數(shù)可調(diào)可顯示,并且為作動(dòng)器提供二次電源,達(dá)到高安全性的控制要求。系統(tǒng)通過作動(dòng)筒上位移傳感器反饋的參數(shù)與操作界面上輸入?yún)?shù)進(jìn)行比較,產(chǎn)生誤差信號(hào)控制伺服閥的開度,使作動(dòng)筒達(dá)到?jīng)]定位置,實(shí)現(xiàn)機(jī)械裝置特定位置的動(dòng)作,完成控制要求。

1 電液伺服作動(dòng)器控制系統(tǒng)的組成及工作原理
控制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)由人機(jī)交互界面、控制級(jí)和伺服放大級(jí)組成,如圖1所示。人機(jī)交互界面主要是對(duì)作動(dòng)器工作參數(shù)進(jìn)行設(shè)置與顯示;控制級(jí)為控制系統(tǒng)的核心部分,主要完成對(duì)作動(dòng)器伺服機(jī)構(gòu)的閉環(huán)控制;伺服放大級(jí)包括傳感器激勵(lì)、信號(hào)解調(diào)、電源輸入及電磁閥驅(qū)動(dòng)等部分。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/160646.htm

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為了更好地說明控制系統(tǒng)的工作機(jī)理,下面對(duì)作動(dòng)器伺服機(jī)構(gòu)的工作原理給予簡(jiǎn)單介紹。如圖2所示,在正常工作情況下,伺服機(jī)構(gòu)的液壓源正常,電磁閥SOV有電,電液伺服閥EHSV得電,它是通過電流信號(hào)控制主控閥的閥芯滑動(dòng),進(jìn)而控制進(jìn)入作動(dòng)筒內(nèi)的油量,使作動(dòng)簡(jiǎn)的活塞桿產(chǎn)生相對(duì)位移,從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械裝置的動(dòng)作。當(dāng)SOV失電或液壓源出現(xiàn)故障時(shí),相應(yīng)旁通閥動(dòng)作,將此油路對(duì)應(yīng)的作動(dòng)筒兩腔溝通處于旁通狀態(tài)。功能轉(zhuǎn)換閥的閥芯由于SOV失電而產(chǎn)生動(dòng)作,觸碰微動(dòng)開關(guān),使其產(chǎn)生動(dòng)作,該動(dòng)作經(jīng)由相關(guān)電路調(diào)整為電信號(hào),在操作界面上顯示。

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由此可見,機(jī)械裝置動(dòng)作是由作動(dòng)筒的動(dòng)作驅(qū)動(dòng),而作動(dòng)筒的動(dòng)作是靠液壓油所產(chǎn)生的壓力推動(dòng)作動(dòng)筒的活塞實(shí)現(xiàn)。若要控制作動(dòng)筒的活塞運(yùn)動(dòng)就必須控制液壓油。在伺服機(jī)構(gòu)工作原理敘述中可以看到,整個(gè)作動(dòng)器的液壓油主要靠電液伺服閥來控制。
電液伺服閥是用于連接系統(tǒng)的電氣與液壓部分,將輸入的小功率電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殚y的運(yùn)動(dòng),而閥的運(yùn)動(dòng)又可以控制液壓油流向液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的流量與壓力,實(shí)現(xiàn)電液信號(hào)的轉(zhuǎn)換和放大,以及對(duì)液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制。電液伺服閥的工作機(jī)理為輸入量是電流,輸出量則是和輸入量成正比的負(fù)載壓力或負(fù)載流量。


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