电液伺服控制系统

电液伺服掌握系统电液掌握系统的进展历史概述液压掌握技术的历史最早可以追溯到公元240年,一位古埃及人制造的液压伺服机构———水钟。而液压掌握技术的快速进展则是18,在此期间,,多种液压机械装置特别是液压阀得到开发和利用,18世纪消灭了泵、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,其中包括承受油作为工作流体及首次用电来驱,液伺服阀、喷嘴挡板元件以及反响装置等2050～60年月则是电液元件和技,电液伺服阀掌握技术在军事应用中大显身,特别是在航空航天上的应用。这些应用最初包括雷达驱动,后来又扩,最主要的是,数控机床的工作台定位伺服装置中多承受电液系(通常是液压伺服马达),其次是工程机械。在以后的几十年,电液掌握技术的汽涡轮掌握及可移动设备的自动化等领域。电液比例掌握技术及比例阀0世纪60年月末70年月初消灭70年月,随着集成电路的问世及其后微处理器的诞,基于集成电路的掌握电子器件和装置广泛应用于电液掌握技术领域。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整，火力系统中的雷达与炮塔的跟踪掌握等大都承受了电液伺服掌握系统。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、大功率材料试验加载等大多承受了电液掌握，因此电液伺服掌握的进展关系到航空与宇航事业的进展，在其他的国防工业中如机器人也大量使用了电液掌握系统。电液伺服掌握系统的特点和构成(零遮盖、死区微小、滞环小、动态响应高、清洁度要求)；掌握精度高;响应速度快；用于高性能场合。此系统的一般构成如1.1所示。液压源 被掌握对象uugue伺服IQ伺服阀液压执行元件掌握对象被控制量uf检测反馈元件图1.1 电液伺服系统的一般构成电液伺服掌握系统的进展趋势电液伺服掌握已经开头向数字化进展,制策略、软件和材料方面取得更大的突,主要包括以下几个方面。,相应的电子组,,该系统简化了掌握环节、易于维,提高液压系统的可控性能和诊断性能。提高。度、高频响的直动型电液掌握,液压变换器及电子油泵等的争论。计算机技术将广泛应用于电液掌握系统的设计、建模、仿真试验和掌握中。带钢纠偏掌握系统设计带钢纠偏掌握系统原理课题背景近年来，随着科学技术的进展、制造技术的进步，产品质量和品种多样化的要求日益提高。其中，汽车工业及装备制造业的迅猛进展大大增加了对钢材的需求。然而，我国的很多钢铁企业由于设备使用年限过长，电气掌握系统和液压传动而提高钢材的产量、成品率和生产效率。带钢纠偏掌握系统简介带钢纠偏系统EPC(EdgePositionControl)

边缘位置掌握，广泛应用于钢带、进展跑偏掌握。常见的跑偏掌握系统有气液和光电液伺服掌握系统。两者工作原理一样，其区分仅在于检测器和伺服阀不同;后者为光电检测器和电液伺服阀，并各有所长;电反响和校正便利:()可达一米左右，因此可直接便利的装;气液-大器，简化了系统。但气动信号传输速度较慢，传输距离有限，且气动检测器开口带钢纠偏掌握系统工作原理如图2.1所示，典型的带钢卷取纠编掌握系统，主要由光电传感器，掌握器，()，卷取机所组成。2.1带钢纠偏掌握系统的平衡位置，使卷筒上的带钢边缘实现自动卷齐。带钢纠偏掌握系统设计掌握系统参数及根本要求1.掌握对象有关参数1〕机组速度：V=2m/sM2=20t,小车运行不稳，易引起带钢横向摇摆2.掌握系统要求卷齐精度e≤2mm

0.7掌握系统设计方案本论文争论的对象位于轧钢生产线。由于生产线工况条件恶劣，振动大、噪声为此我们在系统设计中需承受特别的光电传感器检测带钢偏移信号，掌握器承受计算机掌握系统和智能PI机构承受电液伺服阀掌握液压缸，推动卷取机跟随钢带。:光电传感器承受特别频率电源，提高抗干扰性能，有利于提高掌握精度。硬件电路用由MCS-51单片机构建的计算机掌握系统A/DD/A模块，LED及键盘到达参数显示、修改及工作方式的切换，构成友好的操作界面。头可以实现带钢边缘位置的准确定位。2.2所示带钢带钢液压缸传动装置V光电检测器检测信号计算机伺服阀给定值伺服放大器图2.2 带材纠偏掌握系统硬件原理图纠偏液压站原理图设计原理图如图2.3吸油过滤器电动机弹性连轴器叶片泵水6.单向阀7.压力表开关8.压力表9.溢流阀10.高压滤油器11.水阀12.电液伺服阀13.电磁换向阀14.电磁换向阀15.电磁换向阀16.叠加式单向节流阀17.I(推动卷取辊)18.II()19.液位计油温计20.:油①当系统在自动掌握状态下时1314中位(关闭)12()13()进入17(油缸)量由微机掌握的12()打算。②当系统在手动掌握状态下时13关闭14电磁换向阀)14()进入17(油缸)工作，此时流量由人工14(电磁换向阀)掌握。15(电磁换向阀)16〔)18〔油缸II15()一般处于中位(关闭)。16()是为了调整定位速度，保证18(油缸II)稳定准确定位。9(溢流阀)力。QQ群：1806107022.3纠偏液压站原理图带钢纠偏掌握系统元件设计选型系统由计算机、伺服放大器、伺服阀、卷取机及光电传感器等环节组成。掌握器给出掌握信号，经伺服放大器放大后驱动伺服阀，掌握油缸活塞杆运动来推动卷取机跟随带钢，带钢位移信号经传感器反响回掌握器构成闭环掌握系统。系统原理框图如图2.4所示()图2.4 系统原理框图在系统中光电传感器、伺服阀、卷取机及与其配套的油缸等液压器件是系统的()传感器包括光源的设计、转换、滤波等。液压系统的设计主要是确定打算系统掌握性能的关键元件—伺服阀。光电传感器设计在检测的反响回路上光电传感器的精度在很大程度上打算了系统的精度，因此设计较为牢靠和精度高的检测器格外重.光电传感器的设计包括电源、检测器、转换电路和滤波整流电路四局部。光源设计为了削减外部光对系统的干扰，使接收到的光源信号尽可能是工作光源，我们将设计200Hz220V，50Hz的工业用电变成220V、200Hz的工作电源。其电源的整流电路如图2.5图2.5 电源的整流电路D1~D4与C组成桥式整流电容滤波电路电压变成直流电压；虚线右半局部为稳压电路，其作用是为负载供给一个稳定的直流电压。200Hz波电路如以下图2.6图2.6 斩波电路是由IGBTIGBT的的栅极驱动电压为Uo2.7图2.7 斩波输出波形光电传感器的检测器原理设计2.8所示图2.8 光电式带材跑偏检测器原理12，随后被会聚到光敏电2的途中，有局部光线受到被测带材的遮挡，使传到光敏电阻的光通量也发生变化，再通过转换电路使输出的标准电压也发生变化。2.9图2.9 光电转换电路RR2R1作为测量元件装在带材下方R2住，起温度补偿作用。当带材处于正确位置中间位〕时，由R1、R2、R3、R4电阻R1阻值削减，电桥失去平衡。差动放大器将这一不平衡电压加以放大，输出0为正值。输出信号U0一方面由显示器显示出来，另一方面被送到执行机构，为纠偏掌握系统供给纠偏信号。滤波整流电路由于光电传感器输出的电压是沟通电，因此首先必需把其转换成直流才能进展比较。其整流电路如以下图2.10图2.10 滤波整流电路电液伺服阀设计选型电液伺服阀简介伺服阀是伺服掌握系统中的核心元件。它可以依据给定的输入信号连续成比例地掌握流体的压力、流量和方向。电液伺服阀与一般的电磁阀或电液比例阀不同，它的输入信号功率很小，一般只有几十毫瓦；能够对输出流量和压力进展连续的双向掌握;具有极快的响应速度和很高的掌握精度闭环掌握系统。件可以使回路增益提高，频带加;--质量比大，可以组载;调速范围宽，低速稳定性好。伺服阀的加工精度高，因而价格较;污染的油液会使阀和执行元件堵塞系统。系统技术参数计算1〕负载力F：i

和摩擦力Ff

(摩擦系数Ff

相对惯性力Fi

可以无视。FFi

MaMVp

f0.7

431033010356450N〔2.1〕供油压力P：sPs

=7MPa液压缸有效面积A :p取负载压力P

P，由于 P Fs A

，所以p3FA p 2Ps

3645027106

138cm2〔2.2〕系统流量Q：QVAs p〔2.3〕

30103138104412.2106m3/s24.7l/min40升/分。⑤伺服阀的压降P：vP Pv 〔2.4〕

PPs

/32.33MPa电液伺服阀的主要性能参数电液伺服阀是电液伺服系统中的关键性元件，在伺服系统的设计和研制中它也::V

=2.33下的最大流量为：40L/Min系统频宽 静态参数：

＞3Hz0.7油路压力：端口X,A,P,B 31.5MPa端口T 1.4MPa非对称性：<10%零位漂移：DT=550K <4.0%供油压力每变化7MPa

<4.0%滞环：<3.0%液压缸设计选型本系统选用双杆活塞缸。它的进出油口布置在缸筒两端，两塞杆的直径是相等由分析可知：3FA p 2Ps

3645027106

138cm2〔2.5〕所以选取液压缸活塞杆的直d=0.55D,D为液压缸的缸