电液比例位置控制系统的研究.pdf

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1、2013年4月机床与液压Apr．2013第41卷第7期MACHINET0OL&HYDRAULICSVo1．41No．7DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．07．011电液比例位置控制系统的研究董建园，曹旭妍，魏培，施玉艳(西安建筑科技大学，陕西西安710055)摘要：电液比例位置控制系统是非线性、时变性严重的一种系统，且具有变流量死区、变流量增益的特性。单纯采用线性PID控制器难于协调快速性和稳定性之间的矛盾。基于LabVIEW平台，针对电液比例位置系统具有死区非线性的特点，设计模糊控制器，并与PID控制算法进行比较。实验结果表明：模糊控制通过对比例阀死区的

2、补偿，基本消除了液压缸运动的不对称性，并且在快速性、准确性以及稳定性方面优于传统的PID控制，改善了系统的性能。关键词：电液比例位置控制系统；PID控制；模糊控制中图分类号：TH137文献标识码：A文章编号：1001—3881(2013)7—040—5ResearchonElectro．hydraulicProportionalPosifionServoSystemDONGJianyuan，CAOXuyan，WEIPei，SHIYuyan(Xi’anUniversityofArchitectureandTechnology，Xi’anShaanxi710055，China)Abstract

3、：Electro—hydraulicproportionalpositionsenrosystemisasystemwithnonlinearanddeadzone．OnlyusingPIDcontrol—lercannotsolvethecontradictionbetweenrapidityandstability．BasingonLabVIEWplatform，aimingatthecontrolproblemofelec—tro—hydraulicproportionalpositionsenosystemwithdeadzone．afuzzycontrollerwasdesign

4、edandcomparedwithPIDcontro1．Ex—perimentalresultshowsthattheusingfuzzycontroller，theasymmetryofthehydrauliccylindermotionisbasicallyeliminatedbycom·pensatingdeadzone．TheefectoffuzzycontrolisbetterthanPIDinrapidity，accuracyandstability．Keywords：Electro-hydraulicproportionalposition8erv0system；PIDcon

5、trol；FuzzyControl随着计算机技术和工业技术的普及，电液比例技术得到迅速发展。与电液伺服控制技术的高成本、高维护、高能耗相比，电液比例技术是一种廉价、节能、维护方便、适应大功率控制及具有一定柱塞泵阀控制精度的控制技术，因而更适用于工程机械等工方向阀缸业场合⋯。由于电液比例位置控制系统的变流量死传感器区特性，线性PID控制器难于协调快速性和稳定性2阀溢流阀之间的矛盾。且目前主要是基于MATLAB／Simulink对系统进行仿真，实验验证较少，在实际系统的应用中差异较大。作者以LabVIEW为软件开发平台，将计算机强图1电液比例位置控制系统原理图大的计算处理能力和仪器硬件的测量、

6、控制能力结合在一起，设计出带死区补偿的模糊控制器，并在实验室的QCS014AT液压试验台进行实验验证，使系统在结构、精度、动态品质等方面都具有较好的效果。1系统组成及数学模型1．1系统组成电液比例位置控制系统的原理图和实物图分别如图1和2所示。将原本由PLC控制的开环系统设计成图2电液比例位置控制系统试验台带位置反馈的闭环控制系统。收稿日期：2012—03—28基金项目：陕西省教育厅专项科研计划项目(11Jk0986)作者简介：董建园(1971一)，男，博士，副教授，主要研究方向为机电控制及自动化。E—mail：yanyan8881@163．com。第7期董建园等：电液比例位置控制系统的研

7、究·4l·系统采用宁波华液公司生产的型号为BFW-03—(3)位移传感器。其频宽也比系统的频宽高得3C2-95-50的不带内置放大器的直动式三位四通比例多，也可以近似成比例环节，用表示。方向阀，相配套的比例放大器为H．AP-204-O．8双路(4)阀控液压缸。电液比例位置控制系统的主比例放大器。液压缸采用摩擦较低的单活塞杆油缸，要元件是比例阀和液压缸，系统的动态特性取决于阀缸内径D=40mm，活塞杆直径d=20mm，油缸