基于DSP的高速开关阀控液压伺服系统的研究

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1、2011年1月机床与液压Jan．201l第39卷第1期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．39No．1DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2011．01．023基于DSP的高速开关阀控液压伺服系统的研究岑顺锋，吴张永，王京涛，王晓波(昆明理工大学流体控制工程研究所，云南昆明650093)摘要：针对高速开关阀控液压系统，介绍基于DSP的高性能电液伺服控制器的设计方法。该控制器以TMs320Lf、2407ADSP为平台，采用模糊自适应PID控制技术，实现系统的实时控制。该控制器响应快、稳定性好。同时也说明模糊自适应PID控制

2、技术是适合于非线性系统的一种有效控制方法。关键词：DSP；PID控制；模糊控制；电液伺服中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1001—3881(2011)l一077—3ResearchofHigh-speedON／oFFValve．ControiledHydraulicServoSystemBasedonDSPCENShun~ng，WUZhangyong，WANGJingtao，WANGXiaobo(HydraulicControlEngineeringResearchInstitute，KunmingUniversityofScienceandT

3、echnology，KunmingYunnan650093．China)Abstract：Adesignmethodofthehigh·-performanceelectro—hydraulicservocontrollerbasedonDSPwasintroducedaimingathigh—speedon／ofvalve—controlledhydraulicsystem．Inordertoachievereal—timecontrol，DSPchipTMS320IJF2407andfuzzyadap—tivePIDcontroltechnologywe

4、reused．Thecontrollerhastheadvantagesoffastresponse，precisecontrolandstableness．ThefuzzyadaptivePIDcontroltechnologyisfitfornonlinearcontrolsystem．Keywords：DSP；PIDcontrol；Fuzzycontrol；Electro—hydraulicservo液压伺服系统控制是液压技术领域的一个重要组成部分，许多需要快速、精确反应的复杂控制系统都可以采用液压伺服控制。由于液压伺服系统具有动态响应快、控制精度高等

5、特点，所以液压伺服系统控制在自动化领域占有相当重要的位置。与传统阀控的液压伺服系统相比，高速开关阀控液压伺服系统直接由图1高速开关阀控液压伺服系统框图数字信号PWM控制，不需要D／A转换，且具有更好号由检测元件测得，经A／D转化后，输入到控制器的控制性能。随着计算机技术的不断发展及液压伺服当中，通过控制器中的软件对数据进行分析和处理，系统控制要求的提高，DSP技术得到了发展。这种微将处理的结果经放大器再反馈到高速开关阀上，实现处理器能够实时快速地实现各种数字信号的处理算闭环控制。法，保证控制信号响应的快速性和准确性。因此，基液压伺服控制系统往往是复杂的非线性

6、、时变系于DSP的电液伺服控制技术受到越来越多人的研究统。在这种情况下，自适应控制、变结构控制及智能和关注。控制等纷纷应用到电液伺服控制系统当中，从而获得1高速开关阀控液压伺服系统模型较高精度、高响应、高可靠性以及好的鲁棒性。由于高速开关阀控液压伺服系统是由电气的信号处理这些控制算法复杂，如要高质量地实现液压执行机构部分与液压的功率输出部分组成的闭环控制系统。该的性能，就必须有足够快的计算速度，以保持系统实伺服系统由放大器、高速开关阀、执行机构、检测元时性的要求。因此选择一个处理器实现实时计算成为件等组成。其系统框图如图1所示。关键。而DSP因其对信号的高速

7、处理能力，在高速控制器将给定的控制信号与反馈信号进行处理和系统中得到广泛应用。运算，输出数字信号PWM(脉宽调制)，经放大器2硬件系统设计放大，实现对高速开关阀的控制。执行机构的动作信TMS320LF2407ADSP是TI公司的TMS320C2000收稿日期：2009—12—15作者简介：岑顺锋(1984一)，男，硕士研究生，研究方向为流体传动与控制。电话：13529081975，E—mail：censhunfeng@163．com。·78·机床与液压第39卷系列芯片，在工业中得到广泛应用。高速开关阀控模糊自适应PID控制器以误差e和误差变化ec作为输液压伺

8、服系统控制硬件结构框图如图2所示。入，可以满足不同时