電液伺服閥控制系統設計的一般流程
2024/6/25 8:42:56 來源: 堅盛液壓
因為大多數機器、設備上應用的電液伺服閥控制系統都屬于單輸人、單輸出系統,可以將其近似地看成線性定常系統,所以一般可采用頻域法 (頻率特性法)進行系統設計。電液伺服閥控制系統設計的基本步驟如下。
①明確設計任務的目的和要求。依據主機設計或方案規劃,明確電液伺服閥控制系統的負載及工況,明確系統的靜態和動態性能要求。
②電液伺服閥控制系統方案設計。擬定電液伺服閥控制系統方案,繪制系統原理圖及結構布置圖,其中包括液壓系統原理圖、控制系統原理方框圖等。
③進行系統靜態設計。包括:分析系統工況、分析及折算負載﹔選擇、確定電液伺服閥控制系統的額定 (公稱)壓力、額定流量等系統參數﹔確定液壓元件參數﹔選擇或設計液壓動力源計 (驗)算負載壓力,計算 (驗)負載流量,選擇組成 (閉環)控制系統的其他各元器件。
④進行液壓系統動態設計。確定組成控制系統各元器件的動態特性,計算機仿真控制系統的穩定性和響應特性。
⑤液壓動力源設計。根據電液伺服閥控制系統技術要求,選擇或設計液壓動力源,并進行必要的特性分析。
對于重大工程中應用的電液伺服閥控制系統,除進行計算機仿真試驗外,往往還需進行局部實機試驗,并經過反復修改后才能確定設計方案。通常電液伺服閥控制系統及所控制的對象可能只是機器、設備中的一部分,其必須服務于主機,滿足主機對電液伺服閥控制系統及所控制對象的技術要求,主機的技術要求大致包括以下內容。
①明確被控制的物理量類型,判斷是位置 (或轉角)控制、速度 (或轉速)控制、力 (或力矩)控制、壓力控制或是其他物理量 匚溫度、加速度(或角加速度)、功率等⏋控制以及它們的組合,同時確定被控制的物理量的變化規律是定值控制還是隨動控制。
②明確負載特性,包括負載類型、大小及運動規律,確定負載的最大位移、最大速度、最大加速度等指標。
③確定采用模擬控制還是數字控制,并確定控制系統的輸人量。其主要涉及電液伺服閥放大器,而一般電液伺服閥是采用模擬信號控制的。
④確定電液伺服閥控制系統的穩態品質,主要是確定在給定工況下的最大穩態誤差,以及因各參數變化和元件零漂等引起的最大誤差,其中包括檢測機構、傳感器及二次儀表的誤差。
⑤確定電液伺服閥控制系統的動態品質,頻域性能指標在開環系統可以用穿越頻率來表示,在閉環系統可以用頻率響應即頻寬 (幅頻寬和相頻寬)來表示﹔時域指標可以用階躍響應特性指標來表示。
⑥明確環境條件要求,一般包括環境溫度、濕度、壓力變化范圍和污染狀況,以及振動和沖擊等,一些特定 (殊)場合應用的電液伺服閥控制系統對其外形尺寸和重量也有嚴格限制。
⑦明確能源系統要求,包括現場的電源和電液伺服閥控制系統所配置的液壓動力源。
⑧達到成本要求,包括將設計、制造、使用和維護成本控制在預算之內。