电液位置伺服控制在 TRT 控制系统中的应用
电液比例阀控缸位置控制系统的研究与应用
电液比例阀控缸位置控制系统的研究与应用一、本文概述电液比例阀控缸位置控制系统是现代工业领域中一种重要的高精度控制技术，广泛应用于机械制造、航空航天、自动化设备等多个领域。
本文旨在深入研究电液比例阀控缸位置控制系统的设计原理、控制策略及其在实际工程中的应用情况。
本文首先介绍了电液比例阀控缸位置控制系统的基本概念和工作原理，阐述了电液比例阀在系统中的关键作用以及控缸位置控制的重要性。
接着，详细分析了系统的关键技术，包括电液比例阀的设计要求、控制算法的选取与优化、传感器的精度与响应速度等。
同时，本文还探讨了系统在设计和实施过程中可能遇到的挑战和问题，如动态响应的优化、抗干扰能力的提高、系统的稳定性和可靠性保障等。
文章还对当前电液比例阀控缸位置控制系统的研究进展进行了综述，总结了国内外学者在该领域的最新研究成果和发展趋势。
通过实际案例分析，验证了所提出控制策略的有效性和实用性，为工程技术人员在类似项目中的设计和应用提供了有价值的参考和指导。
通过本文的研究，旨在推动电液比例阀控缸位置控制系统的技术进步，促进其在更广泛领域的应用和发展。
二、电液比例阀控缸位置控制系统概述电液比例阀控缸位置控制系统是一种先进的流体动力控制系统，它通过电液比例阀调节液压油的流量和压力，从而精确控制液压缸的位置。
这种系统在许多工业应用中扮演着关键角色，尤其是在需要高精度、高响应性和高可靠性的场合。
电液比例阀控缸位置控制系统的核心组件包括电液比例阀、液压缸、传感器和控制器。
电液比例阀作为系统的执行元件，负责根据控制信号调节液压油的流量和压力。
液压缸作为系统的动力输出元件，将液压油的能量转换为机械能，驱动负载运动。
传感器用于实时监测液压缸的位置，并将反馈信号发送给控制器。
控制器根据预设的位置轨迹和传感器的反馈信号，调整电液比例阀的开度，实现对液压缸位置的精确控制。
电液比例阀控缸位置控制系统的关键优势在于其高精度和高响应性。
由于电液比例阀可以快速响应控制信号，系统可以在很短的时间内达到设定的位置，从而满足高速、高精度控制的需求。
电液伺服系统在工业自动化中的应用
电液伺服系统在工业自动化中的应用随着工业技术的不断进步，机械化水平得到了显著提升。
为了让机器更加智能、灵活，各种先进技术也不断地被投入使用。
电液伺服系统作为其中一种反馈式控制系统，在机器人及各种机械设备上起着重要的作用。
本文将探讨电液伺服系统的优势和应用范围。
一、电液伺服系统的基本原理电液伺服系统的核心部件是伺服阀，同时该系统还包含电液负载的液压缸，电机，编码器，控制器和供电系统。
本系统主要通过对电机转速和位置的测量，输入到伺服阀的控制器中，以控制阀的开启和关闭来改变液压缸的工作状态，以此达到最终控制机器运动的目的。
二、电液伺服系统的优势与传统控制系统相比，电液伺服系统具有很多优势。
首先，该系统控制精度高，响应速度快，稳定性能好。
其次，该系统的输出力矩大，通常能够在较小的电机功率下完成更多的工作。
此外，该系统还具有一定的抗干扰能力，通过各类传感器的输入将其控制器的控制精度提高到了很高的水平。
总的来说，电液伺服系统在控制灵活性和运动平滑度方面有很多的优势，可满足许多自动化控制的应用需求。
三、电液伺服系统的应用范围近年来，电液伺服系统已经在许多工业领域中得到了广泛的应用。
例如在航空、航天、军事等领域中，电液伺服系统常常用于巨型机器的控制以及对液压机械的精确控制。
同时，在工业生产领域中，电液伺服系统与数控机床与机器人设备紧密结合，提供了更为完美的工业自动化解决方案，大大提高产品的质量与生产效率。
此外，电液伺服系统还被广泛应用于石油化工、冶金、建筑、矿业、输电和供水等领域。
总体而言，电液伺服系统虽然在应用范围上受到一定的限制，但在自动化控制方面具有非常重要的地位。
随着科技的不断进步，相信电液伺服系统的应用范围还会不断拓展，对于工业自动化的发展具有非常积极的意义。
电液伺服控制系统
1电液伺服控制系统1.1电液控制系统的发展历史概述液压控制技术的历史最早可以追溯到公元前240年,一位古埃及人发明的液压伺服机构———水钟。
而液压控制技术的快速发展则是在18世纪欧洲工业革命时期,在此期间,许多非常实用的发明涌现出来,多种液压机械装置特别是液压阀得到开发和利用,使液压技术的影响力大增。
18世纪出现了泵、水压机及水压缸等。
19世纪初液压技术取得了一些重大的进展,其中包括采用油作为工作流体及首次用电来驱动方向控制阀等。
第二次世界大战期间及战后,电液技术的发展加快。
出现了两级电液伺服阀、喷嘴挡板元件以及反馈装置等。
20世纪50～60年代则是电液元件和技术发展的高峰期,电液伺服阀控制技术在军事应用中大显身手,特别是在航空航天上的应用。
这些应用最初包括雷达驱动、制导平台驱动及导弹发射架控制等,后来又扩展到导弹的飞行控制、雷达天线的定位、飞机飞行控制系统的增强稳定性、雷达磁控管腔的动态调节以及飞行器的推力矢量控制等。
电液伺服驱动器也被用于空间运载火箭的导航和控制。
电液控制技术在非军事工业上的应用也越来越多,最主要的是机床工业。
在早些时候,数控机床的工作台定位伺服装置中多采用电液系统(通常是液压伺服马达)来代替人工操作,其次是工程机械。
在以后的几十年中,电液控制技术的工业应用又进一步扩展到工业机器人控制、塑料加工、地质和矿藏探测、燃气或蒸汽涡轮控制及可移动设备的自动化等领域。
电液比例控制技术及比例阀在20世纪60年代末70年代初出现。
70年代,随着集成电路的问世及其后微处理器的诞生,基于集成电路的控制电子器件和装置广泛应用于电液控制技术领域。
现代飞机上的操纵系统。
如驼机、助力器、人感系统，发动机与电源系统的恒速与恒频调节，火力系统中的雷达与炮塔的跟踪控制等大都采用了电液伺服控制系统。
飞行器的地面模拟设备，包括飞行模拟台、负载模拟器大功率模拟振动台、大功率材料实验加载等大多采用了电液控制，因此电液伺服控制的发展关系到航空与宇航事业的发展，在其他的国防工业中如机器人也大量使用了电液控制系统。
情境5 电液伺服阀的基本回路与应用
检测器缸12用于剪切前将检测 器退回，带钢引入卷取机钳 口，为了开始卷取前检测器 能自动对位，即让光电管的 中心自动对准带钢边缘，检 测器缸也由伺服阀控制，检 测器推出和自动对位时，卷 取机移动缸13应不动，自动 卷齐时，检测器缸12应固定， 为此采用了两套可控液压锁 （分别由液控单向阀8、9和 10、11组成），液压锁由三 位四通电磁换向阀6控制。
当系统输入指令信号后，电液伺服阀2的电气机械转换器动 作，通过液压伺服放大器将能量转换放大后，液压源的压 力油经电液伺服阀向双向液压马达3供油，使液压马达驱 动负载以一定转速工作，同时测速电动机4的检测反馈信 号Uf与输入指令信号经电子伺服放大器1比较，得出的误 差信号控制电液伺服阀的阀口开度，从而使执行器（马达） 转速保持在设定值附近。
3.位置、速度检测传感器， 可构成双重伺服反馈全闭环控制系统。
4.力和压力控制回路
图（a）为电液伺服阀的力控制回路， 油源经电液伺服阀2向双杆液压缸3供 油，液压缸产生的作用力施加在负载 上，力传感器4的检测反馈信号与输 入指令信号经伺服放大器1比较，再 通过电液伺服阀控制缸的动作，从而 保持负载受力的基本恒定。 图（b）为维持双杆液压缸两腔压力差 恒定的控制回路，当电液伺服阀2接 受输入指令信号并将信号转换放大后， 使双杆液压缸3两腔压力差达到某一 设定值。缸内压力变化时，液压缸近 旁所接的压差传感器5的检测反馈信 号与输入指令信号经伺服放大器1比 较，再通过电液伺服阀控制缸的动作， 从而保持液压缸两腔压差的基本恒定。
情境5 电液伺服阀的基本回路 与应用实例
一、基本回路 二、应用实例
一、基本回路
1．电液伺服阀的位置控制回路 1）液压缸直线位置控制 当系统由指令电位器输入指令信号后，电液伺服阀2的电气 机械转换器动作，通过液压放大器（先导级和功率级）将 能量转换放大后，液压源的压力油经电液伺服阀2向液压 缸3供油，驱动负载到预定位置，反馈电位器（位置传感 器）检测到的反馈信号与输入指令信号经电子伺服放大器 1比较，使执行器（液压缸）精确运动在所需位置上。
《电液位置伺服控制系统的模糊滑模控制方法研究》
《电液位置伺服控制系统的模糊滑模控制方法研究》一、引言随着工业自动化技术的快速发展，电液位置伺服控制系统在各种高精度、高动态性能的机械设备中得到了广泛应用。
然而，由于系统中的非线性和不确定性因素，传统的控制方法往往难以达到理想的控制效果。
因此，研究新型的控制方法，提高电液位置伺服控制系统的性能，具有重要的理论意义和实际应用价值。
本文重点研究了模糊滑模控制在电液位置伺服控制系统中的应用，为解决该类问题提供了新的思路。
二、电液位置伺服控制系统概述电液位置伺服控制系统是一种以液压传动为基础，通过电机驱动液压泵，进而控制执行机构位置的系统。
其核心目标是实现对执行机构位置的精确控制。
由于系统中存在非线性和不确定性因素，如液压缸的摩擦力、外部负载扰动等，使得系统控制变得复杂。
传统的控制方法如PID控制、模糊控制等，虽然在一定程度上可以实现对系统的控制，但往往难以达到理想的控制效果。
三、模糊滑模控制方法研究针对电液位置伺服控制系统的特点，本文提出了一种模糊滑模控制方法。
该方法将模糊控制和滑模控制相结合，通过模糊控制器对系统的不确定性进行估计和补偿，同时利用滑模控制的快速性和鲁棒性，实现对系统的高精度控制。
1. 模糊控制器设计模糊控制器是本方法的核心部分。
通过对系统的不确定性因素进行观察和学习，模糊控制器可以自动调整其参数，以适应系统状态的变化。
在电液位置伺服控制系统中，模糊控制器通过接收系统的位置、速度等信息，利用模糊推理机制对系统的不确定性进行估计和补偿。
2. 滑模控制器设计滑模控制是一种变结构控制方法，其核心思想是根据系统状态的变化，实时调整系统的控制策略。
在电液位置伺服控制系统中，滑模控制器通过设计适当的滑模面和滑模控制律，使系统在受到外部扰动时，能够快速地回到预设的滑模面上，从而实现高精度的位置控制。
四、实验验证与分析为了验证本文提出的模糊滑模控制方法的有效性，我们进行了大量的实验。
实验结果表明，与传统的控制方法相比，模糊滑模控制方法在电液位置伺服控制系统中具有更好的控制性能。
电液伺服解决方案(3篇)
第1篇一、引言随着现代工业自动化技术的飞速发展，电液伺服系统在各个领域的应用越来越广泛。
电液伺服系统以其高效、精确、稳定的特点，在航空航天、汽车制造、数控机床、机器人等领域发挥着重要作用。
本文将详细介绍电液伺服系统的原理、组成、工作原理、应用领域以及解决方案。
二、电液伺服系统原理电液伺服系统是一种将电气信号转换为液压或气压信号，进而驱动液压或气压执行元件运动的控制系统。
它主要由电气部分、液压部分和执行部分组成。
1. 电气部分：主要包括电源、控制器、传感器等。
电源为系统提供能量，控制器根据传感器采集到的信号进行计算、处理，生成相应的控制信号，传感器用于检测执行元件的位置、速度、压力等参数。
2. 液压部分：主要包括液压泵、液压阀、液压缸等。
液压泵为系统提供液压油，液压阀用于控制液压油的流向和流量，液压缸将液压能转换为机械能，驱动执行元件运动。
3. 执行部分：主要包括液压缸、伺服电机等。
液压缸将液压能转换为机械能，驱动负载运动；伺服电机用于驱动液压泵或液压阀，实现系统的闭环控制。
三、电液伺服系统组成1. 伺服阀：伺服阀是电液伺服系统的核心部件，它将电气信号转换为液压信号，实现对液压缸或液压马达的控制。
伺服阀主要由电磁阀、伺服阀芯、反馈元件等组成。
2. 液压缸：液压缸是电液伺服系统的执行元件，将液压能转换为机械能，驱动负载运动。
液压缸有缸筒、活塞、活塞杆、密封件等组成。
3. 伺服电机：伺服电机用于驱动液压泵或液压阀，实现系统的闭环控制。
伺服电机有交流伺服电机、直流伺服电机等类型。
4. 控制器：控制器是电液伺服系统的核心部分，它根据传感器采集到的信号进行计算、处理，生成相应的控制信号。
控制器有模拟控制器、数字控制器等类型。
5. 传感器：传感器用于检测执行元件的位置、速度、压力等参数，为控制器提供反馈信号。
传感器有位置传感器、速度传感器、压力传感器等类型。
四、电液伺服系统工作原理电液伺服系统的工作原理如下：1. 传感器检测执行元件的位置、速度、压力等参数，并将信号传输给控制器。
电液伺服系统的建模与控制
电液伺服系统的建模与控制1. 引言电液伺服系统是一种广泛应用于工业控制领域的系统，它可以通过控制液压执行器的输出来实现对机械运动的精确控制。
本文将介绍电液伺服系统的建模与控制方法，以帮助读者更好地了解和应用这一技术。
2. 电液伺服系统的概述电液伺服系统由液压执行器、电液伺服阀、传感器和控制器等组成。
液压执行器负责将液压能转化为机械能，电液伺服阀负责控制液压执行器的动作，传感器用于反馈系统状态信息，控制器根据传感器的反馈信息对电液伺服阀进行控制。
3. 电液伺服系统的建模建模是控制系统设计的第一步，对于电液伺服系统也是不可或缺的。
电液伺服系统的建模既可以基于理论模型，也可以基于实验数据进行。
3.1 理论模型在理论模型建模中，我们需要考虑液压执行器、电液伺服阀和控制器的动态特性。
液压执行器的动态特性可以用惯性、摩擦、密封等参数来描述。
电液伺服阀的动态特性可以用阀门的流量-压力特性和阀门饱和现象来描述。
控制器的动态特性通常可以用传统的PID控制算法进行建模。
3.2 实验模型在实验模型建模中，我们需要通过实验得到系统的频率响应和传递函数，并将其转化为数学模型。
这种方法对于实际系统的建模更加准确，但也需要大量的实验数据和较高的技术要求。
4. 电液伺服系统的控制控制是电液伺服系统中最关键的环节之一。
常用的电液伺服系统控制方法有位置控制、速度控制和力控制等。
4.1 位置控制位置控制是电液伺服系统中最基本的控制方法之一。
通过控制电液伺服阀的输出来控制液压执行器的位置。
传感器将执行器的位置信息反馈给控制器，控制器根据反馈信息进行调节，使得系统实现期望的位置跟踪。
4.2 速度控制速度控制是电液伺服系统中常用的控制方法之一。
通过控制电液伺服阀的输出来控制液压执行器的速度。
传感器将执行器的速度信息反馈给控制器，控制器根据反馈信息进行调节，使得系统实现期望的速度跟踪。
4.3 力控制力控制是电液伺服系统中一种高级的控制方法。
钢铁企业TRT
5.给排水系统 给排水系统
构成：给排水系统由排水密封罐、排水器、阀门及各油站 构成 水冷却器组成。（干式TRT也需保留湿法的给排水系统设备）
6.氮气密封系统 氮气密封系统
透平工作、工质为高炉煤气、属于可燃有毒气体，该系统的 作用就是防止这些有毒气体外泄。
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作者：热动08-3班 王彪
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TRT的概念 TRT的概念 TRT的原理及工艺流程 TRT的原理及工艺流程 TRT装置的结构组成及优点 TRT装置的结构组成及优点 TRT的应用 TRT的应用
定义
TRT——(Blast Furnace Top Gas Recovery Turbine Unit, 以下简称TRT) 高炉煤气余压透平发电装置(即TRT)是利用高 炉冶炼的副产品——高炉炉顶煤气具 有的压力能及热能,使煤气通过透平膨 胀机做功,将其转化为机械能，再将机 械能转化为电能的过程.
运行实践与经济效益
南钢2000m3 高炉T RT 于2004 年9 月安装完成。经过10 月份调试和整改, 于2004 年11 月初投入生产试运行, TRT 机组发电 量就达到了21. 24 万kW · h。由于炉况等方面的原因, 12 月机组发 电量为139. 44 万kW · h。2005 年第1 季度, 高炉利用系数达到了2. 24, 机组在1 月、2 月、3 月期间月发电量分别达到了143. 92 万 kW · h
TRT的优点
1． 能量回收，原本的高炉煤气通过洗涤和除尘，再经过减压 阀组，将170KPa左右的压力减弱到合适水平送至用户，这个过程使 高炉煤气余压白白消耗掉了。通过TRT机组，可以将煤气余压转换 成电能，然后再送至最终用户，把原本没有用的余压转换成了电能， 可以获得一定的经济效益。 Nhomakorabea
高频响电液伺服阀与比例阀在航空自动化系统中的应用研究
高频响电液伺服阀与比例阀在航空自动化系统中的应用研究航空自动化系统是现代航空领域中的重要组成部分，它在提高飞行安全、降低飞行员负担以及优化飞行性能等方面起着至关重要的作用。
在航空自动化系统中，高频响电液伺服阀和比例阀作为重要的控制元件，具有广泛的应用前景。
本文将对高频响电液伺服阀和比例阀在航空自动化系统中的应用研究进行探讨。
一、高频响电液伺服阀在航空自动化系统中的应用1. 高频响电液伺服阀原理简介高频响电液伺服阀是一种具有快速响应和高精度控制能力的液压控制元件。
它通过调整液压系统中的油压和油流来控制执行机构的运动。
高频响电液伺服阀采用先进的电液仿真技术，利用电脉冲控制的方式实现高频响的控制。
这种技术使得响应速度更快，控制精度更高。
2. 高频响电液伺服阀在航空自动化系统中的应用高频响电液伺服阀在航空自动化系统中可以应用于各种液压执行机构的控制，如飞机舵面操纵、起落架缩放、刹车等。
其快速响应和高精度控制能力可以大大提升飞机的操纵性能和安全性能。
舵面操纵控制是飞机飞行过程中的重要环节。
采用高频响电液伺服阀进行舵面操纵控制，可以实现快速准确的舵面响应，在飞行过程中确保飞机的稳定性和机动性。
起落架缩放是飞机起飞和降落过程中的关键操作。
采用高频响电液伺服阀进行起落架缩放控制，可以实现快速平稳的起落架收放动作，确保飞机在起飞和降落过程中的安全性。
刹车控制是飞机地面行驶和刹车过程中的重要环节。
采用高频响电液伺服阀进行刹车控制，可以实现快速准确的刹车响应，确保飞机在地面行驶和停止过程中的安全性。
二、比例阀在航空自动化系统中的应用1. 比例阀原理简介比例阀是一种根据输入信号的大小，按一定比例调整输出信号的阀门。
在航空自动化系统中，比例阀起着控制油压和油流的作用，用来控制液压执行机构的位置、速度和力等参数。
比例阀的输出信号可以由传感器、计算机或其他控制装置提供。
2. 比例阀在航空自动化系统中的应用比例阀在航空自动化系统中广泛应用于液压执行机构的位置、速度和力的控制。
电液伺服系统在机械工程中的应用
电液伺服系统在机械工程中的应用机械工程中的控制系统是一个至关重要的组成部分，能够实现对机械装置的精确控制。
在现代机械工程中，电液伺服系统作为一种高性能的控制系统，被广泛应用于各种机械设备中。
首先，让我们了解一下电液伺服系统是什么。
电液伺服系统是由电液比例阀、执行器、传感器和控制器等组成的一个闭环控制系统。
它的工作原理是通过电信号控制液压系统中的液体流量和压力，进而实现对机械运动的精确控制。
电液伺服系统具有响应速度快、控制精度高、承载能力大等特点，因此在机械工程中有着广泛的应用前景。
在数控机床领域，电液伺服系统起到了关键的作用。
数控机床需要对工件进行精确的加工，而电液伺服系统能够通过对液压系统的准确控制，实现对切削工具的高精度调节，从而保证了加工的精度和质量。
同时，电液伺服系统还能够实现数控机床的自动化操作，提高工作效率，降低人工干预，减少人为失误。
另一个重要的应用领域是机械运动控制系统。
在一些需要实现精确运动的机械装置中，如机床、起重机械等，电液伺服系统可通过控制液压缸、液压马达等执行器的运动，实现对机械运动的快速、准确控制。
同时，电液伺服系统还能够通过传感器实时监测机械装置的运动状态，实现对装置位置、速度、力等参数的精确控制，提高机械装置的运动性能。
除了上述应用领域，电液伺服系统还广泛应用于工程机械、船舶等领域。
在工程机械领域，如挖掘机、装载机等，电液伺服系统能够实现对机械臂、液压缸等执行器的准确定位、精确控制，从而提高施工效率、降低劳动强度。
在船舶领域，电液伺服系统能够实现对舵机、液压舵机等执行器的精确控制，提高船舶的操纵性和安全性。
总的来说，电液伺服系统在机械工程中的应用非常广泛。
它通过对液压系统的控制，实现对机械装置的精确控制，能够提高机械装置的运动性能和加工精度，提高工作效率，降低人工干预，从而在机械工程中发挥重要作用。
随着科技的不断进步，电液伺服系统将会在更多领域推动机械工程的发展。
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电液位置伺服控制在 TRT 控制系统中的应用
徐杰，李彤
(马钢自动化信息技术有限公司，安徽马鞍山 243011)
【摘 要】介绍了电液位置伺服控制系统的组成与工作原理，对 TRT 静叶位置伺服控制系统的功能进行了详细
阐述，在 Ovation 系统设计了一种分段折线算法取代传统伺服放大器来实现对静叶位置的控制。
【关键词】电液位置伺服控制；Ovation 控制系统；高炉煤气余压透平发电装置
1 引言
电液伺服控制技术作为连接现代微电子技术、计算机技术和液压技术的桥梁, 已经成为现代控制技术的重要
构成。电液位置伺服系统具有响应速度快、控制精度高、动态位置刚度和稳态刚度大、抗干扰能力强等优点，被
广泛应用于各种工业过程控制领域。
TRT 是利用高炉炉顶的煤气压力能和气体余热，通过透平膨胀做功而带动发电机发电的装置，回收在高炉
减压阀组因强制节流和形成噪音而消耗掉的能量，同时又提高了高炉的生产特性和煤气的使用效率。
在马钢二铁总厂 2#TRT 静叶位置伺服控制系统中，利用 Ovation 系统设计一种分段折线控制算法取代传统
伺服放大器，不仅优化了伺服控制系统功能，确保 TRT 发电机组的长期稳定运行，而且降低钢铁企业生产成本、
减少了设备维护[1]。
2 机组控制系统简介
马钢二铁总厂 2500 m3高炉的 2#TRT 透平膨胀机选用陕西鼓风机集团引进日本川崎技术生产的
TP3142/2.36-1.146 型二级湿式轴流反动式透平膨胀机，与南汽生产的 QF-10-2 型容量 1250 kVA 的发电机配
套，采用瑞士苏尔寿柔性联轴器直联，机组转速 3000 r/min。
控制系统采用了美国西屋公司的 Ovation 系统，Ovation 是西屋公司的第三代集散系统（DCS），是在
WDPF-II 系统基础上改进而来，该产品提供了全面过程控制管理，它把设备监控、连续控制、顺序逻辑和批处
理控制系统结合成一个网络系统。
2#高炉 Ovation 系统在使用了 9 个控制站和 1个远程站，分别用于槽下、炉顶、煤气清洗、本体、TRT、
热风炉、喷煤和制粉，其中 5#控制站是不参与检测、控制的试验柜。控制站采用冗余配置，有一个主处理器和
备用处理器，每个处理器都有自己的NIC 网卡。为了保证冗余通讯，一对冗余的处理器上的 NIC 分别连接到
不同的交换机。控制站有 2 条 I/O 总线，1 条 I/O 总线可以带 8 个 I/O 分支，每个 I/O分支上又可以连接 8
个 I/O 模件，因此 1 个控制站最多可以带 128 个 I/O 模件。
Ovation 系统操作站使用的硬件平台是 SUN 公司的 Ultra 5 和 Ultra 10 计算机，操作系统使用的是 SUN
公司的 Solaris 系统，应用软件是西屋公司的Ovation 控制系统。
3 电液位置伺服控制系统
3.1 电液伺服控制简介
凡是输出能以一定的精度自动、快速、准确地复现输入变化规律的自动控制系统统称为伺服控制系统，而采
用液压控制元件和液压执行元件的伺服系统统称为液压伺服系统。电液伺服技术是将电信号按比例转换为液压功
率输出的电液控制技术。根据被控对象的不同，可以将电液伺服控制系统分为位置伺服系统、速度伺服系统、加
速度伺服系统、压力伺服系统等，图 1 是一个典型的电液位置伺服系统框图。
3.2 电液位置伺服控制系统的构成
电液伺服控制系统通过控制调速阀或透平静叶的开度来控制透平机的转速。伺服控制系统的精度、误差直接
影响着 TRT 的升速、并网转速控制、炉顶压力以及过程检测等系统控制各阶段过程。
传统的 TRT 静叶电液位置伺服控制系统主要控制设备包括伺服放大器、伺服阀、位移变送器、伺服油缸、
电磁阀等，如图 2。
1)伺服放大器：对控制指令信号和反馈信号进行比较，经过 PID 运算及功率放大后，送出相应的电流信号，
用于驱动伺服阀，并向 PLC 提供指令信号丢失和反馈信号丢失两项报警功能及 4~20 mA 位置指示信号。
2)伺服阀：将伺服放大器输出的 4~20 mA 信号转换成液压油流量，推动伺服油缸运动，由位移变送器发出
的反馈信号比较，直至与调节信号相等时，伺服阀输出的液压油流量为 0，伺服油缸不再运动，从而带动静叶达
到预期位置，实现位置调节的目的。3)液压锁：是一种液控方向阀，提供系统在断电、掉压时的保护。
4)位移变送器：用来测量实际位置信号，并将其转换成对应的电流信号 4~20 mA 送至伺服放大器作为反馈
信号。
4 2#TRT 静叶伺服控制方案
4.1 电液位置伺服系统阀控曲线分析
控制电气伺服系统时，执行机构（通常为伺服电机）能够根据速度给定改变运行速度，响应快，动态特性好，
给定与输出之间呈线性比例关系；而液压伺服系统由其液压油的物理特性决定了其响应速度和动态特性都较低，
而且在液压伺服系统启动、停止以及换向时都会出现大滞后性，这样就导致输出给定与执行速度之间的关系并不
是线形的，如图 3，还以控制线性电气轴的模型来控制非线性液压轴时，速度会非常不稳定，而且位置闭环会不
停的修正由速度不稳定所带来的位置偏差，这时液压执行机构就会来回跳动或者抖动，造成定位误差大甚至损坏
机械设备。所以在控制液压伺服系统时就应该先了解该系统的给定与输出之间的关系，确定补偿曲线来保证执行
机构平稳运行。
4.2 分段折线法取代伺服放大器
2#TRT 静叶伺服控制系统由美国 MOOG 公司的D634 型直动式伺服阀、阜新传感器厂的 FX-331A型直流
位移传感器等设备构成。
伺服放大器实现的是一个传统的 PID 调节器功能，以马钢二铁总厂 1#TRT 静叶伺服控制系统所采用的武
汉三热公司 ZPEY-05 型伺服放大器为例，ZPEY-05 型伺服放大器扫描周期为 5 ms 以下，执行速率非常快，而
一般的 DCS 系统扫描速率远远跟不上，如 Ovation 系统每个控制器分为 5 个任务区，其扫描周期分别是任务
区 1 为 100 ms，任务区 2 为1 s，任务区 3~5 由用户自定义为 100ms~5s。如果在DCS 里直接采用 PID 算
法取代伺服放大器来控制伺服阀，其执行速率太慢，无法满足 TRT 静叶调节快速响应要求。为了克服这一困难，
在 Ovation 系统里采用分段折线法来取代伺服放大器，如图 4[2,3]。分段折线程序在任务区 1，扫描周期 100 ms，
只需要一个扫描周期即可输出静叶角度控制量，满足系统快速响应要求。
Ovation 系统软件提供了一个 Power Tools 软件包，利用其可以实现对控制站和操作站编程。采用Control
Builder 工具编制控制站用户程序，编程采用的是 SAMA 图，SAMA 图使用的编程工具是AutoCAD。
分段折线法采用三个算法块，先将静叶角度设定值、反馈值进行归一化（0~100），两者经过“SUM”算法
产生 （-100~+100） 的偏差；偏差值经过“GAINBIAS”比例增益算法转换为（0~100）；比例增益输出再经过
“FUNCTION”分段折线算法，将偏差分为 9 段，分别取不同的分段折线数值，见表 1，最后输出静叶角度控
制信号，如图 5。例如“SUM”算法结果为 0，经过“GAINBIAS”算法结果为 50，对应的输出电流值为 12 mA，
伺服阀输出液压油流量为 0，油缸不动作。
控制信号输出 4~20 mA 驱动MOOG D634 型伺服阀，20 mA 时阀开的速度最快，4 mA 时阀关的速度最快，
12 mA 时保持阀位置不动。伺服阀按一定的比例将电信号转变成液压油流量推动油缸，带动静叶转动，完成静
叶角度控制。
5 结论
通过对电液位置伺服控制系统的详细研究，在DCS 系统中采用分段折线算法替代传统伺服放大器，自 2005
年 2#TRT 机组投运以来，机组运行安全可靠。而这种控制方式不仅用于 2#TRT 静叶控制中，在 1#~3#高炉中 5
个调节阀组中也采用了，而一台伺服放大器价值上万元，直接节约设备成本 10 余万，减少了设备维护费用，有
着可观的经济效益和社会效益。
[参考文献]
[1] 杨逢瑜,电液伺服与电液比例控制技术[M],北京:清华大学出版社,2009.
[2] 李权,梁东芳,李秀英,伺服控制技术在 TRT 控制系统中的应用[J],包钢科技, 2013, 39(5): 56~59.
[3] 张雪敏,Ovation 系统在 2500m3高炉自动控制中得应用[J],冶金动力,2005,109(3): 62~65.