基于PID算法的电液比例阀控制系统研究
基于PID算法的电液伺服阀速度控制系统的研究
浅析基于PID算法的电液伺服阀速度控制系统的研究摘要：本文主要是结合液压传动技术和自动控制技术，设计一种基于pid算法的电液伺服阀速度控制器。
液压系统在机械传动方面有着十分重要的应用，尤其是其具有传动过程中工作稳定、传递功率负荷大、传动能量方向灵活可控、调节控制方便等等优势，非常适合在机械制造、工程机械、大型交通工具等场合应用。
关键词：plc；控制系统；pid；电液伺服系统是液压自动控制领域中的一门重要研究技术，由于其具有良好、快速、高精度的控制效果和能量，该技术其应用面非常广泛。
近年来，随着计算机技术的迅猛发展和在自动控制领域的应用，如何将计算机控制技术应用于液压伺服控制已经成为人们研究的重点和热点。
本文主要讲的是如何设计出一种基于pid算法的电液伺服速度控制系统。
1、系统工作原理及参数电液伺服阀速度控制系统是通过电液伺服阀控制两柱压力机匀速上升或下降的高精度控制系统，由电气控制部分和液压驱动部分组成。
系统工作原理如下：当上位计算机实现上升或下行功能时，对控制器发出下行指令，控制器根据位置传感器及速度反馈回路的信号输出相应的控制信号，经伺服阀放大器驱动电液伺服阀输出相应流量，在电机、液压回路系统等相关执行机构作用下，两柱压力机油缸匀速上升或下降；系统的控制核心为由控制器、电液伺服阀、反馈回路构成的闭环控制系统。
1.1 伺服阀电液伺服阀速度控制系统的核心元件是伺服阀，系统中采用的伺服阀是中船重工上海704所生产的csdy1/2型伺服阀。
csdy1csdy2电液伺服阀结构牢固、分辨率极高、控制精度高适用于各领域的高精度电液伺服系统。
如：造船工业、航天工业、航空工业、重工业、轻、纺工业，以及农业机械液压伺服系统。
csdy1csdy2电液伺服阀工作时，高压油ps一路通过滤油器进入射流管喷嘴，另一路进入阀芯和阀套组成的通路。
当无信号电流时，阀处于零位，无流量输出。
当有控制信号电流输入时，使射流管喷嘴偏转（设顺时针），接受器左腔压力上升，右腔压力下降，阀芯在压差作用下右移，其油路ps-a-1负载-2-c-p。
基于模糊自适应PID算法的电液比例阀控马达转速的研究
基于 模 糊 自适 应 ＰＤ算 法 的 电液 比例 Ｉ 阀控马 达 转 速 的研 究
殷 雪艳 孙 路
（ 陕西 国防工 业职业技 术 学院 ， 陕西 西安 ７ ００ ） １３２ 摘 要： 把模糊 自适应 ＰＤ 方法应 用 于液压 马达的转 速控 制 ， 立 了比例 阀控 液压 马达 转 速的数 学 模型 。 Ｉ 建 设
式中
△ Ｌ＝ ｋＡ 一ｋ△ Ｌ Ｑ ｑｘ ｃ ｐ △Ｑ—— 负 载流量 变化
— —
依靠常规 ＰＤ控制难以取得很好的控制效果。而将模 Ｉ
糊 控制 和 ＰＤ控 制相 结合是 一种优 化液 压系 统控制性 Ｉ 能 的有效 方法 。这种 控制 系统一 方面 可使 ＰＤ控以接受电信号的指令 ， 连续地控制液压系统的 参数， 具有 响应快 、 本 低 等优 点 ， 工 业 实 际 中被 广 成 在 泛 使用 。
电液 比例 阀控 制 系统 是 复 杂 的非 线性 高 阶系 统 ，
１
比例 阀控液压马达 的数学模型
１ １ 电液 比例 阀的负载流 量方 程 ．
ＹＩ Ｘｕ ｙ ｎ，Ｓ Ｎ ｅ ａ ＵＮ Ｌｕ
（ ｈａ ｘ Ｉｓ ｔ ｅｏ ｅｈ ｏｏｙ Ｘ ｈ １３ ２， ＨＮＪ Ｓ ａｎｉ ｎｔｕ ｆ ｃｎ ｌ ， ｉｎ７ ０ ０ Ｃ ｉｔ Ｔ ｇ
Ａｂｓｒ ｃ ：Ｉ ｈ ｓｐ ｐ ｒ，ｕ ｉ ｇ ｔｅ Ｆｕ ｚ ｔ ａ ｔ ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ｓｎ ｈ ｚ ｙ—ＰＩ ｍｅ ｈ ｄ ｏ ｙ ｒ ｕ ｉ ｔｒ ｓ ｅ ｄ ｃ ｎ ｒ ｌ ｈ ｒ ｐ ｒｉｎ ｌｖ ｖ Ｄ ｔ ｏ ｎ ｈ ｄ ａ ｌｃ ｍｏｏ ｐ ｅ ｏ ｔｏ ，ｔ ｅ ｐ ｏ ｏ ｔ ａ ａ ｅ ｏ ｌ
电动伺服放大器1接收靖i图7高中心车床刀架同步进给系统框图图8交流伺服电动机的速度电流波形在实际工程中为了保证各个主轴转速档都与原系统转速相同将光电编码器安装在原来安装自整角发送机的后轴上保证了整个编码器发出的控制脉冲与原来自整角发送机发出的指令一样
基于PLC的电液比例流量控制系统设计
动作的机 械惯性 和触点竞 争等 问题 ，导致 动作失 误 。 因此 ，在原 有训 练 系统上 ，对控 制 技术 做 了一 些 改 进 ，利用 可编程 控 制器 Ｐ Ｌ Ｃ代 替 了原 有 的额定 值信 号 源和继 电器控制 ，简化 了系统线路的连接 ，拓宽了 技术领域 ，在很大程度上改善系统性能 ，简化训 练内 容 繁琐程度 ；利用 Ｐ Ｌ Ｃ的特点进 行系统 训练 的开 发 ， 提高学生对 比例液压 、Ｐ Ｌ Ｃ编程及相关综合控制技 术 的综合实践能力 。
ｏ ｒ ｉ ｉ ｇ ｎ ａ ｌ ｒ ａ ｔ ｅ ｄ ｖ ｌ ａ ｕ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｌ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｎｄ ａ ｒ ｅ ｌ ａ ｙ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ １ ．Ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ｅ ｓ ｕ ｈ ｓ ｉ ｎ ｄ ｉ ｃ ａ ｔ ｅ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｉ ｍ ｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｄ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｈ ａ ｓ ｏ ｂ ｖ ｉ ｏ ｕ ｓ ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ｓ
ｏ ｖ ｅ ｒ ｔ ｈ ｅ ｏ ｉｇ ｒ ｉ ｎ ａ ｌ ｏ ｎ ｅ，ｗｈ ｉ ｃ ｈ Ｃ ｎ ａ ｍｅ ｅ ｔ ｔ ｈｅ ｒ ｅ ｑ ｕ ｉ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｏ ｆ ｐｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｃ ｌ ａ ｔ ｅ ａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：Ｐ ｒ ｏ ｒａ ｇ ｍ ｍａ ｂ ｌ ｅ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅ ；Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｏ－ ｒ ｈ ｙ ｄ ｒ ａ ｕ ｌ ｉ ｃ ｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｒ ｔ ｉ ｏ ｎ ｌ ａ ｌ ｆ ｏ ｗ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ
势 ，能够满足实践教学的要求 。
自控课程设计-基于PID的电液位置伺服系统分析
基于PID的电液位置伺服系统分析摘要电液位置伺服系统是一种由电信号处理装置和液压动力机构组成反馈控制系统。
它综合了电气和液压两方面的优点，具有控制精度高、响应速度快、输出功率大、信号处理灵活、易于实现各种参量的反馈等优点。
其应用已遍及国民经济的各个领域。
本文主要通过matlab软件中的simulink工具，对电液位置伺服系统进行PID调节，并且利用临界比例度法进行参数整定，采用微分先行的方法对PID控制器进行改良，最终使系统的快速性、稳定性、准确性明显提高。
关键词电液位置伺服系统; PID控制; 临界比例度法; 微分先行Analysis of Electro-hydraulic Position Servo System Based onPIDABSTRACT Electro-hydraulic position servo system is a signal processing unit and the hydraulic power agencies feedback control system. It combines both electrical and hydraulic advantages of high control precision, fast response, high output power, signal processing, flexible, easy to implement various parameters of the feedback and so on. Its application has been throughout all areas of the national economy. In this paper, by using simulink software tools, electro-hydraulic position servo system PID control, and the use of critical ratio method for parameter tuning, using the method of differential forward PID controller for improvement, and ultimately make the system fast, stability, significantly improved accuracy.Key words electro-hydraulic position servo system; PID control; critical ratio method; differential forward1.引言电液伺服系统是一种由电信号处理装置和液压动力机构组成的反馈控制系统。
基于模糊PID的电液比例控制液压调平技术
基于模糊PID的电液比例控制液压调平技术
张宁波
【期刊名称】《山西电子技术》
【年(卷),期】2015(000)004
【摘要】在现代国防与民用技术中,常常需要把装载某些设备的承载平台精确地调整到水平位置,要求时间短、速度快、精度高、稳定性好.调平系统大部分都采用液压系统,该系统是一复杂的非线性时变系统.针对这一问题采用基于模糊PID控制策略,实现平台在精度范围内快速、稳定的调平.对电液比例阀控液压系统进行了建模分析,推算了液压支腿的传递函数,设计了模糊PID控制器.最后,使用Matlab中的Simulink对平台系统进行仿真.仿真表明,模糊PID能够保证平台更加快速、平稳地达到水平状态,该调平策略明显提高系统性能.
【总页数】3页(P39-40,58)
【作者】张宁波
【作者单位】中北大学机械与动力工程学院,山西太原030051
【正文语种】中文
【中图分类】TP273.4
【相关文献】
1.基于模糊PID算法的车载液压调平动态特性联合仿真研究 [J], 徐瑞亮;陈奎生;刘洋;湛从昌
2.基于液压调平大阻尼系统的模糊PID控制研究 [J], 罗艳蕾;屠松庭;石立明
3.基于模糊PID的液压自动调平与升降控制系统研究 [J], 唐平建;孙泽林;宋鹏
4.基于模糊PID的液压自动调平与升降控制系统研究 [J], 唐平建;孙泽林;宋鹏
5.基于模糊PID的液压杆塔调平控制方法研究 [J], 胡燃;萧定辉;卞佳音;何泽斌;陈建强;林新生;彭红刚
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工程机械电液比例阀控制系统模糊PID控制器研究
+
ζ 2 vs
( 1) +1
(m / s ・ A ) (控制阀输出流量与输入电流之比 ) ;
3
ωv 为 电 液 比 例 阀 的 等 效 无 阻 尼 自 振 频 率
( rad / s) ;
ζ v 为电液比例阀的等效阻尼系数 , 无量纲 ; s为拉普拉斯算子 。 112 阀控液压马达动力机构传递函数 ( 1 ) 电液比例阀的线性化流量方程
C tm为液压马达的总泄漏系数 (m /N・ s) , C tm = C im +
5
图 1 系统传递函数方框图
2 模糊 P I D 211 P I D 参数模糊自整定控制器 ( FGSC, Fuzzy [3] Gain Scheduling Controller)
(1) P I D 参数模糊自整定原理 PI D 参数模糊自
比这两种控制器的控制性能 。 1 阀控马达速度控制系统数学模型 111 电液比例阀传递函数 比例阀传递函数为
Gv ( s) = Q ( s) = 2 I ( s) s Kq
ωv ω2 v ( ) 式中 : Q s 为电 液比 例 阀在 稳态 工 作点 附 近流 量
( m / s) ;
Kq 为电液比例阀在稳态工作点附近流量增益
1 Cem (其中 C im 、 Cem分别为马达的内 、外泄漏 2
V t 为液压马达 、比例阀腔及连接管道总容积
系数 ) ;
(m ) ;
3
β e为工作油液的有效体积弹性模量 ( Pa ) 。 ( 3 ) 马达轴上的力矩平衡方程 液压动力元件的动态特性受负载特性的影响 。负 载力一般包括惯性力 、黏性阻尼力 、弹性力和任意外 负载力 。作者忽略静摩擦 、库仑摩擦等非线性力和油 液的质量 , 根据牛顿第二定律可得马达与负载的力矩 平衡方程为 2 θ dθ d m m θ ( 4) Dm pL = J t +G m + TL 2 + Bm
基于PID的液位控制系统的设计与实现
基于PID的液位控制系统的设计与实现液位控制系统是工业生产过程中常用的控制技术之一、PID（比例-积分-微分）控制器是一种经典的控制算法，可以有效地实现液位控制。
本文将设计和实现基于PID的液位控制系统。
液位控制系统一般由传感器、执行器和控制器组成。
传感器用于测量液位高度，执行器用于调节液位，而控制器则根据测量值和设定值之间的差异来控制执行器的运动。
在这个过程中，PID控制器起到关键的作用。
首先，我们需要设计传感器来测量液位高度。
常见的液位传感器有浮子式、压力式和电容式传感器。
根据实际应用需求，选择适合的传感器。
传感器的输出值将作为反馈信号输入到PID控制器中。
其次，我们需要选择合适的执行器来调节液位。
根据液位的控制需求，可以选择阀门、泵等执行器。
这些执行器的动作是由PID控制器输出的控制信号来控制的。
接下来，我们将重点介绍PID控制器的设计和实现。
PID控制器由比例、积分和微分三个部分组成。
比例部分输出和误差成正比，积分部分输出和误差的累积和成正比，微分部分输出和误差的变化率成正比。
PID控制器的公式为：输出=Kp*错误+Ki*积分误差+Kd*微分误差其中，Kp、Ki、Kd是PID控制器的三个参数。
这些参数的选择对于系统的稳定性和响应速度有重要影响。
参数的选择需要通过实验和调试来确定。
在PID控制器的实现中，有两种常用的方式：模拟PID和数字PID。
模拟PID控制器基于模拟电路实现，适用于一些低要求的应用场景。
数字PID控制器基于微处理器或单片机实现，适用于更复杂的控制场景。
在具体的实现中，我们需要先进行系统建模和参数调整。
系统建模是将液位控制系统转化为数学模型，以便进行分析和设计。
常见的建模方法有传递函数法和状态空间法。
参数调整是通过实验和仿真等手段来确定PID控制器的参数。
接下来，根据建模和参数调整的结果，我们可以进行PID控制器的实际设计和实现。
在设计过程中，需要注意选择合适的控制算法和调试方法，以保证系统的稳定性和性能。
电液比例位置控制系统的新型PID控制算法研究
过加载油缸给油缸加载指定负载（４ ０ｔ ， － ） 位移传感 ２
器将 液压 缸 活塞 的位置 信息通 过数 据采 集卡传 递 给计
算机与理想位移进行比较 ， 得出差值量 ， 经过优化处理 和转换输出控制信号 ， 通过 比例放大器放大后驱动电 液 比例方 向阀工作 ， 而实现 液压缸 位置 的精确 控制 。 从
中 图分类 号 ：Ｐ７ 文 献标 识码 ： 文章 编 号 ：００４ ５ （０ ２ ０ －０５０ Ｔ２３ Ｂ １０ －８８ ２ １ ）２０ １－４
０ 引言
现 的 。液 压泵 的供 油压 力为 １ Ｐ 。 系统工 作 时 ， ５Ｍ ａ 通
随着 现代 工业 技 术 的飞 速 发展 ， 液 比例 技 术 广 电 泛应 用 于军 事 、 业 、 农 工业 等各 个领 域 。作 为 电液 比例 技术 的重要组 成 部件 的 电液 比例 阀 以 其成 本 低 、 污 抗 染 能力 强等优 点 ， 许 多 场 合 正 逐 步取 代 伺 服 阀。 由 在 计算 机 、 电液 比例 阀和液 压 缸 等 部 件 组 成 的 闭环 控 制
２ １ 常规 ＰＤ控 制器 结构 ． Ｉ
常规 ＰＤ控制 器是 一 种 线性 控 制 ， 是 将 给定 值 Ｉ 它 ｒｔ （）与实 际输 出值 Ｙ ｔ （）构成 的控制 偏差 ｅｔ ＝ｒｔ （） （）
一
活塞 直径 １０ｍｍ， ８ 活塞 杆直 径 １０ｍ 电液 比例方 向 １ ｍ， 阀 ７为 ４ Ａ Ｅ ０１Ｂ ２ Ｎ Ａ Ｍ 型 号 电液 换 向 阀 ， ＷＲ ６ ２ —０ ／４ Ｚ／ 电液 比例方 向阀 ８为 Ｈ４ＷＥ ２ Ｍ ｘ ６ Ｇ ４ ９ Ｔ ４ Ｈ５ ６／Ｅ２ＮＥＫ－
数 据 的转换 是通 过 １ ｌＡ Ｄ板 卡 和 １２ ／ 板 卡 实 ７６／ ７１ Ａ Ｄ
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பைடு நூலகம்
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