[發(fā)明專利]三級(jí)電液伺服閥控制器

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910071332.8
• 申請(qǐng)日: 2009-01-23
• 公開（公告）號(hào): CN101482133A
• 公開（公告）日: 2009-07-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓俊偉;叢大成;劉小初;葉正茂
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): F15B13/02
• 分類號(hào): F15B13/02;G05B11/42
• 代理公司: 哈爾濱市哈科專利事務(wù)所有限責(zé)任公司
• 代理人: 劉 婭

(一)技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及三級(jí)電液伺服閥的控制技術(shù)，具體涉及一種三級(jí)電液伺服閥控制器。

(二)技術(shù)背景

在冗余驅(qū)動(dòng)液壓振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)、多點(diǎn)多通道協(xié)調(diào)加載試驗(yàn)系統(tǒng)和道路模擬試驗(yàn)系統(tǒng)等大型力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)裝備中，對(duì)伺服激振系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)一致性有較高的要求，特別是在100Hz左右頻率范圍內(nèi)的幅值和相位一致性對(duì)試驗(yàn)裝備的特性有非常關(guān)鍵的作用。電液伺服閥作為伺服激振器驅(qū)動(dòng)元件，其動(dòng)態(tài)特性對(duì)伺服激振系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性有著非常重要的影響，而三級(jí)伺服閥控制器是調(diào)整伺服閥動(dòng)態(tài)特性，使各個(gè)伺服激振系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性趨于一致的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)。

傳統(tǒng)的三級(jí)電液伺服閥在出廠時(shí)動(dòng)態(tài)特性已經(jīng)基本確定，而且在70Hz后一致性通常有比較大的差別，從而降低了某些試驗(yàn)裝備在高頻段的均勻度、橫向比和波形失真度等技術(shù)指標(biāo)。因此，研究三級(jí)電液伺服閥的控制技術(shù)，提高伺服激振系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)一致性是實(shí)現(xiàn)高精度力學(xué)環(huán)境模擬的重要技術(shù)手段。

(三)發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種通過(guò)調(diào)整控制參數(shù)完成對(duì)三級(jí)伺服閥幅頻特性和相頻特性的調(diào)整，提高三級(jí)電液伺服閥頻寬，并解決多個(gè)伺服閥高頻動(dòng)態(tài)特性一致性問(wèn)題的三級(jí)電液伺服閥控制器。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：它包括以下幾部分：

信號(hào)的輸入和前饋控制器，用以將計(jì)算機(jī)輸出的±10mA電流形式指令信號(hào)轉(zhuǎn)換為±10V電壓信號(hào)，再經(jīng)前饋控制器調(diào)整后，輸出閥控器的指令信號(hào)；

位置閉環(huán)單元，伺服閥閥芯位移信號(hào)經(jīng)過(guò)調(diào)理后形成標(biāo)準(zhǔn)的±10V信號(hào)后，作為伺服閥的位置閉環(huán)控制的反饋信號(hào)，與指令信號(hào)做差；

速度反饋控制器和比例控制器，用以通過(guò)調(diào)節(jié)速度反饋增益和比例控制器增益提高伺服閥的頻寬；

伺服閥驅(qū)動(dòng)單元，用以產(chǎn)生伺服閥驅(qū)動(dòng)信號(hào)，經(jīng)伺服驅(qū)動(dòng)器轉(zhuǎn)換為±40mA的功率驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)伺服閥動(dòng)作；

閥芯位移輸出單元，伺服閥閥芯位移信號(hào)經(jīng)過(guò)調(diào)理后形成標(biāo)準(zhǔn)的±10V信號(hào)后，一方面作為伺服閥的位置閉環(huán)控制，另一方面經(jīng)過(guò)電壓-電流轉(zhuǎn)換后輸出給計(jì)算機(jī)，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

本發(fā)明還有這有一些技術(shù)特征：

1、所述的信號(hào)輸入至前饋控制器中，前饋為一階前饋控制環(huán)節(jié)，通過(guò)調(diào)整前饋控制器拐點(diǎn)頻率進(jìn)一步提高伺服閥的頻寬；

2、所述的伺服閥驅(qū)動(dòng)單元中在伺服驅(qū)動(dòng)信號(hào)中加入了高頻抖振信號(hào)，其頻率和幅值可調(diào)；

3、所述的前饋控制器用于提高系統(tǒng)的頻寬，在閥控器電路中，前饋控制器為一階系統(tǒng)，其傳遞函數(shù)為：KS2×3.14×318+1S2×3.14×318+1,]]>

控制計(jì)算機(jī)輸出的±10mA指令信號(hào)經(jīng)過(guò)一個(gè)射極跟隨器和2倍放大后，得到電壓范圍為±10V的位置給定信號(hào)(-Dref)；