[發明專利]電液線位移伺服系統中伺服控制器控制參數的調整方法

無效

• 申請號: 201210004863.7
• 申請日: 2012-01-10
• 公開（公告）號: CN102563182A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 曾文火;朱鵬程
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: F16K31/12
• 分類號: F16K31/12;F16K31/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域：

本發明涉及一種電液伺服系統，特別涉及一種閥控液壓缸線位移伺服系統中伺服控制器控制參數的調整方法。

背景技術：

電液伺服系統中，電液線位移伺服在一些機械裝備中是經常遇到的，如機械臂的伸縮，加工設備的進給運動，自動化生產線中工件的傳送等。電液線位移伺服系統中，電液伺服的變量是機械負載運動的線位移。為了獲得優良的線位移伺服性能，電液線位移伺服系統必須采用閉環控制。也就是說，機械裝備中運動部件的線位移必須經檢測傳感器反饋到電液伺服系統輸入端，與線位移指令信號進行比較產生誤差信號，然后再由伺服控制器對誤差信號進行控制運算后發出控制信號，對運動部件的線位移實施校正。

對于誤差的控制運算目前廣泛使用的是乘以常數，對其積分，微分或幾種運算的組合，即比例控制(P)，比例加積分控制(PI)，比例加積分加微分控制(PID)。前向控制回路中對誤差每增加一種運算，事實上對線速度指令信號和反饋信號同時增加了控制運算。對線速度指令信號的每一種運算就相當于在電液伺服系統的微分方程的右邊增加一個強迫項，使控制系統出現多個強迫項。這樣，電液伺服系統輸出就不能精確復現線速度指令信號。因此，一般的PID反饋控制方法線速度動態跟蹤精度差，對階躍輸入的指令信號其輸出存在超調和振蕩現象。

隨著各種機械設備的運行精度、響應速度以及自動化程度的提高，對電液線位移伺服性能提出了越來越高的要求。當今廣泛使用的傳統的反饋控制方法已不能滿足要求，采用新的電液伺服系統和伺服控制方法是進一步提高電液伺服性能所要解決的問題之一。

目前，電液線位移伺服系統公知的現有技術中的伺服控制器，其控制參數并不是根據伺服對象的參數進行調整，而是直接采用試湊法或經驗法調整伺服控制器的控制參數。這就造成伺服控制器的控制參數調整比較盲目，電液線位移伺服系統的調試費時費力，線位移伺服性能難以滿足工程要求。因此，電液線位移伺服系統設計和調試時，如何根據伺服對象的特性參數調整合適的控制參數，則是現有技術中有待解決的另一個問題。

發明內容：

本發明的目的是為進一步提高電液伺服系統的性能，克服上述現有技術中存在的問題和缺陷，提供一種電液線位移伺服系統中伺服控制器控制參數的調整方法。

本發明所基于的電液線位移伺服系統由線位移指令信號發生器、伺服控制器、功率放大器、伺服對象、線位移檢測傳感器和液壓源組成；所述伺服控制器由比較器、智能積分器、積分系數K_i乘法器、第一減法器、第二減法器、反饋系數K_f乘法器、微分系數K_d乘法器和微分器組成，比較器、智能積分器、積分系數K_i乘法器、第一減法器和第二減法器按順序連接，比較器還分別與線位移指令信號發生器和線位移檢測傳感器連接，第一減法器通過反饋系數K_f乘法器與線位移檢測傳感器連接，第二減法器通過微分系數K_d乘法器以及微分器與線位移檢測傳感器連接；所述伺服對象由電液伺服閥、液壓缸和機械負載組成，所述電液伺服閥、液壓缸和機械負載按順序連接，電液伺服閥還與功率放大器連接，機械負載還與線位移檢測傳感器連接，電液伺服閥和液壓缸還分別與液壓源連接。

上述伺服控制器具有與眾不同的結構形式，在前向回路中對誤差信號實施智能積分運算和乘法運算，在反饋回路中不僅實現了線位移反饋，而且在不需要線速度檢測傳感器和線加速度檢測傳感器的情況下實現了線速度和線加速度的反饋。也就是說，不僅實現了伺服變量線位移信號的反饋，而且還實現了伺服變量其它兩個狀態信息的反饋。

本發明所基于的電液線位移伺服系統的性能不僅與伺服控制器的結構形式密切相關，而且還受到伺服控制器中積分系數K_i、反饋系數K_f和微分系數K_d這三個控制參數大小的影響。只有準確地調整這三個控制參數的大小，才能獲得優良的線位移伺服控制性能。要準確地調整這三個控制參數的大小，首先要對伺服對象的參數進行定量識別?！爸褐?，方能百戰百勝”，只有在伺服對象參數定量識別的基礎上，才能對伺服控制器的控制參數進行準確調整。

為了達到上述目的，本發明實現目的所采取的技術方案是：

一種電液線位移伺服系統中伺服控制器控制參數的調整方法，其特征在于，包括如下步驟：