一種液壓馬達角速度伺服系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種液壓馬達角速度伺服系統(tǒng)，該系統(tǒng)由角速度指令信號發(fā)生器、伺服控制器、伺服放大器、伺服對象、角速度測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，所述伺服對象由電液伺服閥、液壓馬達和機械負載組成。本發(fā)明控制參數(shù)的調(diào)整有計算公式可循，避免了參數(shù)調(diào)整的盲目性，節(jié)省時間，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)和動態(tài)性能得到全面改善，靜態(tài)達到無靜差，動態(tài)響應時間短且無超調(diào)和振蕩，動態(tài)跟蹤精度高。
【專利說明】一種液壓馬達角速度伺服系統(tǒng)
【技術領域】:
[0001]本發(fā)明涉及一種液壓馬達角速度伺服系統(tǒng)，特別涉及一種由伺服控制器控制的閥控液壓馬達角速度伺服系統(tǒng)。
【背景技術】:
[0002]目前，液壓馬達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，控制器通過對輸入、輸出之間的誤差信號進行算法運算產(chǎn)生角速度控制信號，從而為液壓馬達角速度控制提供精確調(diào)節(jié)。檢測被控對象角速度的傳感器往往直接與被控對象連接。
[0003]對于誤差的控制運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，往往對階躍輸入的指令信號，其輸出存在超調(diào)和振蕩現(xiàn)象，即如果要求系統(tǒng)響應快，貝拙現(xiàn)超調(diào)和振蕩，要無超調(diào)和振蕩，系統(tǒng)響應則變慢。這看似一對矛盾。究其原因，前向通道中對誤差每增加一種運算，事實上對輸入信號和反饋信號同時增加了控制運算。對角速度指令信號的每一種運算就相當于在電液伺服系統(tǒng)的微分方程的右邊增加了一個強迫項，使控制系統(tǒng)出現(xiàn)多個強迫項，這樣，電液伺服系統(tǒng)輸出就不能精確復現(xiàn)角速度指令信號，但是為了使系統(tǒng)成為無差系統(tǒng)，在這些強迫項中積分運算卻是必不可少的。另外PI和PID控制運算中往往忽略電液伺服系統(tǒng)中一個重要環(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。因此要使得馬達角速度響應既快又穩(wěn)，必須在控制參數(shù)中考慮伺服放大器的最大輸出能力，同時計算控制參數(shù)時要保證閉環(huán)系統(tǒng)的等效阻尼比為1，這樣設計出的馬達角速度伺服系統(tǒng)才能快而無超調(diào)、無振蕩。
[0004]隨著各種機械設備的運行精度、響應速度以及自動化程度的提高，對液壓馬達角速度伺服系統(tǒng)性能提出了越來越高的要求。當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一步提高液壓馬達角速度伺服系統(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)明的目的是針對上述現(xiàn)有技術中存在的問題，提供一種既快又穩(wěn)的液壓馬達角速度伺服系統(tǒng)。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是:
[0007]—種液壓馬達角速度伺服系統(tǒng)，該系統(tǒng)由角速度指令信號發(fā)生器、伺服控制器、伺服放大器、伺服對象、角速度測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，所述伺服對象由電液伺服閥、液壓馬達和機械負載組成；所述角速度指令信號發(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、機械負載后接角速度測量傳感器的輸入端，角速度測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:
【權利要求】
1.一種液壓馬達角速度伺服系統(tǒng)，其特征是:該系統(tǒng)由角速度指令信號發(fā)生器、伺服控制器、伺服放大器、伺服對象、角速度測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，所述伺服對象由電液伺服閥、液壓馬達和機械負載組成；所述角速度指令信號發(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、機械負載后接角速度測量傳感器的輸入端，角速度測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的輸入端。
2.根據(jù)權利要求1所述的液壓馬達角速度伺服系統(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】G05D13/62GK103631281SQ201310656169
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年12月6日 優(yōu)先權日:2013年12月6日
【發(fā)明者】朱鵬程, 夏永鋒, 張冰蔚, 張維光 申請人:江蘇科技大學