电液伺服系统中的控制策略与性能分析

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电液伺服万能试验机工作原理及检验应用分析

电液伺服万能试验机工作原理及检验应用分析线材质量检验以及质量数据分析，对于线材企业来说是必不可少的。

它是提高线材质量的重要手段。

文章结合实际，介绍了电液伺服万能试验机的工作原理，及其在线材力学性能检验中的应用，供参考。

标签：电液伺服万能试验机；工作原理；拉伸试验；弯曲试验1.万能试验机的优点试验空间合理，安装调整方便；采用高精度负荷传感器和高精度光电编码器测活塞位移，准确度高；试验方案简单灵活，易得到理想的试验结果；选用优质液压元件，确保系统长期、稳定运行；具有超载、限位、超温、超电压等多种保护功能，安全可靠；负荷全程不分档，性能更为优越[1]。

2.试验机的工作原理电液伺服万能试验机是机电一体化产品，主要由机械部分、液压动力单元、测控系统、计算机数据处理系统、试验结果输出等部分组成。

2.1机械部分机械部分主要由主机、试样夹持装置、防护装置、温度控制装置等部分组成。

主机是试验机的基础，包括一些基础结构件、传动部分、液压执行元件。

基础结构件包括底座、主油缸、试台、上下横梁、光杠等。

传动部分用于调整试验空间，包括丝杠螺母副、链条传动部分、减速机等。

液压执行元件包括主油缸和小活塞组件，主油缸是试验力的来源，小活塞组件提供拉伸试验时的初始夹紧功能[2]。

主机的工作原理是：底座的两侧孔内分别装两根丝杠，丝杠可在底座内转动，但不能轴向移动，传动螺母固定在下横梁上，底座上装有减速机，减速机通过链轮驱动丝杠转动，进而使下横梁上下移动，目的是调整试验空间。

底座中央的孔内装有主油缸组件，活塞上端固定负荷传感器，负荷传感器上端安装试台，试台的4个角上装有4根光杠，光杠的顶端支撑着横梁。

如下页图1、图2所示，下横梁和底座组成一个框架。

试台、光杠、上横梁组成另一个框架。

在试台与下横梁之间装压缩夹具。

在上下横梁上装拉伸夹具，拉伸夹具的原理是两个对称斜面构成楔形夹紧，小活塞组件提供初始夹紧力。

主油缸注入高压油时，通过负荷传感器驱动试台、光杠、上横梁组成的框架向上运动。

浅谈关于液压伺服系统的研究的论文

浅谈关于液压伺服系统的研究的论文本文从网络收集而来，上传到平台为了帮到更多的人，如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载本文档（有偿下载），另外祝您生活愉快，工作顺利，万事如意！论文关键词数控液压伺服系统数控改造论文摘要随着液压伺服控制技术的飞速发展，液压伺服系统的应用越来越广泛，随之液压伺服控制也出现了一些新的特点，基于此对于液压伺服系统的工作原理进行研究，并进一步探讨液压传动的优点和缺点和改造方向，以期能够对于相关工作人员提供参考。

一、引言液压控制技术是以流体力学、液压传动和液力传动为基础，应用现代控制理论、模糊控制理论，将计算机技术、集成传感器技术应用到液压技术和电子技术中，为实现机械工程自动化或生产现代化而发展起来的一门技术，它广泛的应用于国民经济的各行各业，在农业、化工、轻纺、交通运输、机械制造中都有广泛的应用，尤其在高、新、尖装备中更为突出。

随着机电一体化的进程不断加快，技术装各的工作精度、响应速度和自动化程度的要求不断提高，对液压控制技术的要求也越来越高，文章基于此，首先分析了液压伺服控制系统的工作特点，并进一步探讨了液压传动的优点和缺点和改造方向。

二、液压伺服控制系统原理目前以高压液体作为驱动源的伺服系统在各行各业应用十分的广泛，液压伺服控制具有以下优点：易于实现直线运动的速度位移及力控制，驱动力、力矩和功率大，尺寸小重量轻，加速性能好，响应速度快，控制精度高，稳定性容易保证等。

液压伺服控制系统的工作特点：(1)在系统的输出和输入之间存在反馈连接，从而组成闭环控制系统。

反馈介质可以是机械的，电气的、气动的、液压的或它们的组合形式。

(2)系统的主反馈是负反馈，即反馈信号与输入信号相反，两者相比较得偏差信号控制液压能源，输入到液压元件的能量，使其向减小偏差的方向移动，既以偏差来减小偏差。

(3)系统的输入信号的功率很小，而系统的输出功率可以达到很大。

因此它是一个功率放大装置，功率放大所需的能量由液压能源供给，供给能量的控制是根据伺服系统偏差大小自动进行的。

基于C240运动控制器的电液伺服系统控制的研究

的影响［］流体传动与控制，１，１．Ｊ．２１（）０
［］张伟．４基于冷连轧过程的虚拟轧制关键技术研究［．Ｄ］秦
皇岛：山大学，０４３４．燕２０．５— ８
［］王琳，５曹瑞涛，长印．冯蓄能器的基本参数确定及其特性
ＦＥＮＧｏ，ＴＯＮＧｉｘＴａＺｈ —ｕｅ，ＷＡＮＧＧｕａｇｌｉｎ —ｅ
（西安建筑科技大学机电工程学院陕西西安
７０５）１０５
摘
要：对液压电磁比例方向阀存在死区的特性影响控制稳定性和动态性，比例方向阀的特性进行针对
了实验测定，到了比例方向阀较准确的特性曲线。根据实验曲线对测试结果进行了分析，出了一种利用得提实测的阀的特性曲线作为控制补偿曲线，并基于某公司运动控制器Ｃ４２０的电液比例方向控制的调节方法。
差调节的闭环控制方式。本文研究了一种基于运动控制器Ｃ４２０的液压伺
向时都会出现大的滞后性和冲击，这样就导致给定输
出与执行速度之间的关系并不是线形的（图２所如
示）。一旦我们还以控制线性电气轴的模型来控制非线性液压轴，速度会非常不稳定，而且位置闭环会不停
度控制，达到了较高的控制精度和响应速度。１电液伺服系统简介电液伺服系统以其响应速度快（相对于机械系统）负载刚度大、、控制功率大等独特的优点在工业控

液压伺服系统智能PID控制

ｓｙｓｔｅｍｍｕｓｔｂｅａｄａｐｔｉｖｅｔｏｈａｒｄｃｉｒｃｕｍｓｔａｎｃｅｓ．Ｔｈｅｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆｌｏａｄｈａｓａｗｉｄｅｒａｎｇｅ，ａｎｄ
ａｌｓｏｗｉｔｈｖｅｒｙｓｔｒｏｎｇｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｍｏｍｅｎｔ．Ａｌｌｔｈｅｓｅｍａｋｅｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｓｙｓｔｅｍ
随着我国现代化建设的向前推动，随动系统在我国工农业生产、国防与科学技术各个部门越来越得到广泛的运用。广泛采用随动系统，既节省人力，又提高效率和工作质量。
液压传动与控制是以液体（油、高水基液压油、合成液体）作为介质来实现各种机械量（力、位移或速度等）的传递。
液压传动与单纯的机械传动、电气传动和气压传动相比，具有传递功率大、结构紧凑、体积小重量轻等特点．因而被广泛运用于各种机械设备及精密的自动控制系统中。
首先，改进了ＰＸ．８电液伺服系统的硬件。主要工作是选用性能更加优异的信号反馈元器件和电子元器件，重新设计了伺服放大器。伺服放大器的主要功能是将计算机的控制信号按照系统需要的丌坏增益放大，具有足够的能力推动执行机构运行，还能完成速度、加速度、角度位置反馈信号的检测和调整。同时，还设计完成了一些辅
本文改进了Ｐｘ一８电液伺服系统，对伺服放大器进行了重新设计。考虑到系统在工作中，常规ＰＩＤ控制方法难于获得始终良好的控制效果，本文尝试了一种基于遗传算法和神经网络的智能ＰＩＤ控制方法，并进行了系统仿真和实验台实验研究。
仿真和实验结果表明，本文所提出的智能控制方法具有很好的自适应性和鲁棒性，可以有效的抑制负载变化和外界干扰对系统的不利影响，具有较好的控制效果。
在控制理论方面，伺服系统的智能控制理论系统是一门跨学科、需要多学科提供基础支持的技术科学，因而智能控制系统必然是一个综合集成智能系统。当前，国内外智能控制技术研究领域主要分为以下几类：

液压伺服系统

10－节流孔；11－滤油器
控制元件-电液伺服阀
挡板先导控制油腔
喷嘴
挡板一方面与力矩马达衔铁连接，另一方面，其穿过两个喷嘴，与主阀芯连接。
主阀芯
压缸停止运动。
喷嘴挡板阀的优点是结构简单、
加工方便、运动部件惯性小、反应快、
精度和灵敏度高；缺点是能量损耗大、
抗污染能力差。喷嘴挡板阀常用作多
级放大伺服控制元件中的前置级。
图7.11 喷嘴挡板阀的工作原理 1－挡板；2、3－喷嘴；4、5－
节流小孔
§7.3 电液伺服阀
电液伺服阀是电液联合控制的多级伺服元件，它能将微弱的电气输入信号放大成大功率的液压能量输出。电液伺服阀具有控制精度高和放大倍数大等优点，在液压控制系统中得到了广泛的应用。
图7.4 速度伺服系统职能方框图
实际上，任何一个伺服系统都是由这些元件（环节）组成的，如图7.5所示。
图7.5 控制系统的组成环节
下面对图中各元件做一些说明：
（1）输入（给定）元件。通过输入元件，给出必要的输入信号。如上例中由给定电位计给出一定电压，作为系统的控制信号。
（2）检测、反馈信号。它随时测量输出量（被控量）的大小，并将其转换成相应的反馈信号送回到比较元件。上例中由测速发电机测得液压缸的运动速度，并将其转换成相应的电压作为反馈信号。
（5）执行元件（机构）。直接带动控制对象动作的元件或机构。如上例中的液压缸。
（6）控制对象。如机器的工作台、刀架等。
3.液压伺服系统的分类
伺服系统可以从下面不同的角度加以分类。
（1）按输入的信号变化规律分类：有定值控制系统、程序控制系统和伺服系统三类。
当系统输入信号为定值时，称为定值控制系统，其基本任务是提高系统的抗干扰能力。当系统的输入信号按预先给定的规律变化时，称为程序控制系统。伺服系统也称为随动系统，其输入信号是时间的未知函数，输出量能够准确、迅速地复现输入量的变化规律。

CMAC-PID并行控制算法在电液伺服系统中的应用

Ｔ为实际输出。
（）４
式中，ｘ为一连续的输入空间；Ｓ为其状态空间；Ｃ为
刍ｅＡ。～Ｑ）０＝Ｐ（Ｙ ’ 。
（）５
式中：为液体等效体积弹性模量；为活塞杆的速
度。由式（）（）（）（）可得液压缸流量连续方２、３、４和５，
２系统描述
起的许多不确定性，这些缺点给电液伺服系统的控制带来了困难。
在电液伺服系统的控制策略上，常规的Ｐ控制１Ｄ器已在实际中得到了应用。其对相当多的控制对象，特别是线性定常系统是非常有效的，调节过程的品质取决于ＰＤ控制器各个参数的整定。然而，Ｉ传统的ＰＤ控制算法是在某一特定条件下整定完成的，于Ｉ对电液伺服系统而言，由于其高度非线性和许多不确定性，常规ＰＤ控制器往往达不到设计要求。事实上，Ｉ常规ＰＤ算法结合现代先进的其他控制策略形成复Ｉ合控制算法始终是一个热点。
小脑模型神经网络（Ｃ是模拟人小脑的学习）
图１所示为电液伺服系统的简图，它由非对称缸、伺服阀和负载组成。假设供油压力Ｐ为常数，出油压
力为零。从液压伺服系统的流量方程、力方程和力压平衡方程中可得出它的数学表达式。在稳态工作点附
ＣＡＣ产生。数字仿真的结果证明了该并行算法有很高的跟踪能力和抗干扰性，Ｍ并且响应速度非常快。关键词：ＭＡ－ＩＣＣＰＤ并行控制算法；前馈补偿；电液伺服系统
中图分类号：Ｐ７文献标识码：文章编号：００４５（０６１ —０４０Ｔ２３Ｂ１０ —８８２０）１０５ —４

2 液压伺服系统

，它可以绕扭轴在a、b、c
、d四个气隙中摆动。
力矩马达 1——放大器； 2——上导磁体； 3——永久磁铁； 4——衔铁； 5——下导磁体； 6——弹簧管； 7——永久磁铁
当线圈控制电流为零时，四个气隙中均有永久磁铁所产生的固定磁场的磁通，因此作用在衔铁上的吸力相等，衔铁处于中位平衡状态。通入控制电流后，所产生的控制磁通与固定磁通叠加，在两个气隙中（例如，气隙a和d）磁通增大，在另两个气隙中（例如，气隙b和c ）磁通减少，因此作用在衔铁上的电磁力矩与扭轴的弹性变形力矩及外负载力矩平衡时，衔铁在某一扭转位置上处于平衡状态。
（5）执行元件（机构）。直接带动控制对象动作的元件或机构。如上例中的液压缸。
（6）控制对象。如机器的工作台、刀架等。
液压伺服系统的分类(1/2)
3.液压伺服系统的分类
伺服系统可以从不同的角度加以分类。
（1）按输入的信号变化规律分类：有定值控制系统、程序控制系统和伺服系统三类。
当系统输入信号为定值时，称为定值控制系统，其基本任务是提高系统的抗干扰能力。当系统的输入信号按预先给定的规律变化时，称为程序控制系统。伺服系统也称为随动系统，其输入信号是时间的未知函数，输出量能够准确、迅速地复现输入量的变化规律
动圈式力马达的线性行程范围大（±2～4mm），滞环小，可动件质量小，工作频率较宽，结构简单，但如采用湿式方案，动圈受油的阻尼较大，影响频宽，适合作为气压比例元件。
二、力矩马达
由上下两块导磁体、左
右两块永久磁铁、带扭轴
a
b
（弹簧管）的衔铁及套在
c
d
衔铁上的两个控制线圈所
组成。衔铁悬挂在扭轴上
液压伺服系统的分类(2/2)

模型参考和重复控制在电液伺服协调加载系统中的应用研究

Ｓｏ．ＹＵＮＨａＡＮｉｎｈｎＪａｃｕ
（ｈｎｕｙｒｎｎｅＴｓＣｎｅ，ａｉｈａｘ７４０，ＣｉａＣｉａＨａｉＯｄａｃｅｔｅｔｒＨｕｙｎＳａｎｉ２０ｎ１ｈｎ）
ＡｂｔａｔＴｅｃｎｒｌｓａｅｙｏｄｌｒｆｒｎｅｃｎｒｌａｄｒｐｔｉｅｃｎｒｌｎｃｍｂｎｔｎｗａｒｐｓｄＩｗａｐｌｄｔｓｒｃ：ｈｏｔｔｔｇｆｍｏｅｅｅｅｃｏｔｎｅｅｉｖｏｔｏｉａｉｓｐｏｅ．ｔｓａｐｉｏｏｒｏｔｏｉｏｏｅｔｅｍｕｉｈｎｅｌｃｒｙｒｕｉｈｒｎｚｄｓｎｈｏ－ｒｅｓｒｏｌａｉｇｓｓｅｈｈ－ａｎｌｅｅｔｉｈｄａｌａｍｏｉｅｙｃｒｎｆｃｅｏｄｎｙｔｍ．Ｔｅｃｎｒｌａｉｔｆｔｅｓｓｅｗｓｄｍｏｓａｃｃｃｏｈｏｔｂｌｙｏｙｔｍａｅｎｔ — ｏｉｈｒｔｄ，ａｄｔｅｃｍｐｔｒｒａｉｔｎｆｒａｇｒｈｗａｉｅ．Ｔｅｓｌｔｎｒｓｌｈｗａｅｓｓｅｓｌ－ｄｐｉｅａｉｔｍｐｖｄｅｎｈｏｕｅｅｌａｉｏｉｍｓｇｖｎｚｏｏｌｔｈｉａｉｅｕｔｓｏｔｔｔｙｔｍｅｆａｔｌｙｉｉｒｅｍｕｏｓｈｈａｖｂｉｓｌｗｎｐｓｎｈｏｏｓｐｅｉｏｎｏｕｔｅｓａｅｉｒｖｄｙｔｉｏｔｏｔｔｇｒｙｎｈｏｌｉｇｕｙｃｒｎｕｒｃｓｎａｄｒｂｓｎｓｒｍｐｏｅ，ｗｉｈｉｕｅｓｒｆｒｎｅｆｒｓｎｏｉｈｃｓｓｄａｅｅｅｃｙ－ｏｃｒｎｕｏｔｌｏｏｈｏｏｓｃｎｒｆｍｍｏｎｅｔｉｙｔｍ．ｏｃｎｕｃｒｎｓｓａｅ

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电液伺服系统中的控制策略与性能分析
引言：
电液伺服系统是一种广泛应用于工业自动化领域的控制系统，其通过电气信号
控制液压执行机构的运动，实现对机械设备的精确控制。在实际应用中，为了提高
系统的性能和稳定性，需要采用合适的控制策略。本文将对电液伺服系统中的控制
策略与性能进行分析。

一、PID控制策略
PID控制是电液伺服系统中常用的控制策略之一。PID控制器通过比较设定值
与反馈值的差异，计算出控制量，并作为输入信号控制液压执行机构的运动。PID
控制器中的比例项、积分项和微分项分别用于响应系统的静态误差、动态误差和稳
定性。

然而，传统的PID控制策略存在一些问题。首先，参数调节困难。PID控制器
的参数需要经验性地进行调节，而且对系统参数变化敏感，调节不当会导致系统性
能下降。其次，对非线性系统的适应性较差。电液伺服系统中存在非线性因素，如
摩擦力、液压缸的气隙等，传统的PID控制策略难以有效应对。

二、模糊控制策略
为了克服PID控制策略的不足，模糊控制策略被引入到电液伺服系统中。模糊
控制器通过建立模糊规则库，将输入信号与输出信号之间的映射关系进行模糊化处
理，从而实现对系统的控制。

相比于PID控制策略，模糊控制策略具有更好的适应性和鲁棒性。模糊控制器
能够对非线性系统进行较好的建模和控制，能够处理系统参数变化和外部干扰。此
外，模糊控制器的参数调节相对简单，只需通过修改模糊规则库中的参数即可。
然而，模糊控制策略也存在一些问题。首先，模糊控制器的设计需要根据具体
系统进行，设计过程相对复杂。其次，模糊控制器的计算量较大，对实时性要求较
高的系统可能无法满足。

三、神经网络控制策略
神经网络控制策略是近年来发展起来的一种新型控制策略。神经网络控制器通
过构建神经网络模型，将输入信号与输出信号之间的映射关系进行学习和训练，从
而实现对电液伺服系统的控制。

与传统的PID控制策略和模糊控制策略相比，神经网络控制策略具有更好的自
适应性和非线性建模能力。神经网络控制器能够根据系统的实时状态进行学习和调
整，能够处理复杂的非线性系统。此外，神经网络控制器的计算速度较快，适用于
对实时性要求较高的系统。

然而，神经网络控制策略也存在一些问题。首先，神经网络控制器的设计和训
练需要大量的数据和计算资源，设计过程相对复杂。其次，神经网络控制器的鲁棒
性较差，对噪声和干扰较为敏感。

结论：
电液伺服系统中的控制策略与性能分析是一个复杂而重要的研究领域。PID控
制策略、模糊控制策略和神经网络控制策略都是常用的控制策略，各自具有不同的
特点和适用范围。在实际应用中，需要根据具体系统的要求和特点选择合适的控制
策略，并进行参数调节和优化，以提高系统的性能和稳定性。未来，随着控制理论
的不断发展和技术的进步，电液伺服系统中的控制策略与性能分析将会得到更深入
的研究和应用。