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1、基于SIMULINK的液压伺服系统仿真摘要:液压伺服系统作为控制系统的一种有效的控制方法,在工程中有着及其重要的地位。对液压伺服系统进行仿真可以有效了解系统的稳定性,实现对系统的智能设计。关键词:Simulink;液压伺服系统;仿真0 引言液压伺服控制系统具有良好的控制性能,因此在工业控制系统中有着广泛的应用。利用计算机对系统进行仿真,无论对其性能分析,还是系统辅助设计,都有重要的意义。因此,液压伺服控制系统仿真一直是研究的重点。本文利用MATLAB软件中的动态仿真工具SIMULINK,构造了位控液压伺服控制系
2、统仿真模型。然后以位控液压位置伺服系统的实例进行仿真,并对其进行系统性能分析。1 液压伺服系统的统一方块图无论是机液伺服系统还是电液伺服系统,无论是阀控式还是泵控式,无论执行元件是液压缸,还是液压马达,无论是位置系统还是速度系统,其数学模型都有着统一的形式。各种不同的液压伺服系统,除了其信号输入、放大、校正、反馈、转换的方式不同以外,其“液压执行”部分的数学特性的形式是类同的。掌握这个规律,不难获得液压伺服系统的数学模型。其统一的方块图如图1所示。图1 液压伺服系统的统一方块图2 伺服系统仿真在获得电液伺服系统
3、的统一方块图后,来建立一个由伺服阀-液压缸-位置负反馈-比例调节器组成的位置伺服系统在干扰负载为零时的动态结构图(见图2)。图2 液压伺服系统的动态结构图W.预先给定的活塞位置输入信号 KR.放大器的增益 K1伺服阀放大系数 Ts,as.伺服阀时间常数和阻尼比伺服阀的输出流量可近似用Q=KQy表示,此处y表示伺服阀内功率放大元件即滑阀的位移,KQ是滑阀流量增益。液压缸传递函数的参数是TM(时间常数)、aM(阻尼比)和KM(放大系数)。液压缸输出物理量为速度v,经积分环节得活塞的运动位置x的轨迹。已知某电液伺服系
4、统的测试数据如仿真模块图2,经适当计算,将结果代人结构图,然后建立SIMULINK仿真程序下的仿真模块图,如图3所示。图3 仿真模块图其中系数KR,K值的连乘积为0.004,KQ,KM连乘积为2500,其他参数值:as=0.8,Ts=0.02s;TM=0.0105s,aM=0.1,活塞初始位置W=0.2m。对于给定活塞初始位置输入信号W=0.2m,SIMUUNK仿真程序下,液压缸活塞输出位置x和位移偏差z,伺服阀滑阀位移y以及活塞运动速度v在时域的响应曲线如图4、图5和图6所示。图4 输出位置x、位移偏差z和时
5、间t的关系图5 滑阀位移y和时间t的关系图6 活塞运动速度v和时间t的关系3 结语MATIAB语言提供的仿真工具SIMULINK使仿真工作可以以结构图的形式进行,省去了以往仿真研究中的大量手工编程过程,避免了编程错误造成的数值不稳定。对液压伺服系统进行仿真可以有效了解系统的稳定性,实现对系统的智能设计。同时,借助模拟示波器能将仿真动态结果加以显示,因而仿真过程十分直观。为液压伺服控制系统设计和应用研究提供参考。永磁交流伺服电机位置反馈传感器检测相位与电机磁极相位的对齐方式2008-11-07 来源：inte
6、rnet 浏览：504主流的伺服电机位置反馈元件包括增量式编码器，绝对式编码器，正余弦编码器，旋转变压器等。为支持永磁交流伺服驱动的矢量控制，这些位置反馈元件就必须能够为伺服驱动器提供永磁交流伺服电机的永磁体磁极相位，或曰电机电角度信息，为此当位置反馈元件与电机完成定位安装时，就有必要调整好位置反馈元件的角度检测相位与电机电角度相位之间的相互关系，这种调整可以称作电角度相位初始化，也可以称作编码器零位调整或对齐。下面列出了采用增量式编码器，绝对式编码器，正余弦编码器，旋转变压器等位置反馈元件的永磁交流伺服电
7、机的传感器检测相位与电机电角度相位的对齐方式。 增量式编码器的相位对齐方式 在此讨论中，增量式编码器的输出信号为方波信号，又可以分为带换相信号的增量式编码器和普通的增量式编码器，普通的增量式编码器具备两相正交方波脉冲输出信号A和B，以及零位信号Z；带换相信号的增量式编码器除具备ABZ输出信号外，还具备互差120度的电子换相信号UVW，UVW各自的每转周期数与电机转子的磁极对数一致。带换相信号的增量式编码器的UVW电子换相信号的相位与转子磁极相位，或曰电角度相位之间的对齐方法如下： 1.用一个直流电源给电机的UV
8、绕组通以小于额定电流的直流电，U入，V出，将电机轴定向至一个平衡位置； 2.用示波器观察编码器的U相信号和Z信号； 3.调整编码器转轴与电机轴的相对位置； 4.一边调整，一边观察编码器U相信号跳变沿，和Z信号，直到Z信号稳定在高电平上（在此默认Z信号的常态为低电平），锁定编码器与电机的相对位置关系； 5.来回扭转电机轴，撒手后，若电机轴每次自由回复到平衡位置时，Z信号都能稳定在高电平上
