电液伺服加载力差信号前馈控制.pdf

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1、2011年9月机床与液压Sep．2011第39卷第17期MACHINET00L&HYDRAULICSVo1．39No．17DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2011．17．026电液伺服加载力差信号前馈控制王新民，王俊秀，刘继磊(西~Lx-_,lk大学自动化学院，陕西西安710072)摘要：提出利用电液加载前馈舵机系统力差信号减少多余力的控制方法。传统的方法是测量舵机近似的速度信号进行前馈控制，力差前馈控制是测量舵机系统产生加速度的力信号进行前馈控制。仿真结果表明，采用该方

2、法消除多余力的效果很好。关键词：电液伺服加载；多余力；力差前馈控制中图分类号：TP271文献标识码：A文章编号：1001—3881(2011)17—087—2ForceDiferenceSignalFeedforwardControlofElectro-hydraulicServoLoadingWANGXinmin。WANGJunxiu．LIUJilei(SchoolofAutomation，NorthwesternPolytechnicUniversity，Xi’anShaanxi710072，

3、China)Abstract：Amethodwasproposedinwhichtheforcedifferencesignalwasfedforwardtoeliminatetheredundantforceinelectro．hydraulicsenr0loading．Thef_eedf0rward．inthenewscheme．wastheforcewhichgeneratedtherudder'saccelerationwhileineonven—tionalmethod，theappro

4、ximatespeedsignalwastakenasthefeedforward．Thesimulationresultsshowthenewmethodissuperiortotheconventionalwayineliminatingtheredundantforceandcompensatingdisturbance．Keywords：Electro—hydraulicservoloading；Redundantforce；Forcedifferencefeedforwardcontro

5、l被动加载实质问题是多余力，解决多余力问题的液压缸流量连续方程及加载力平衡方程为：核心是如何有效对消位置系统干扰。文献[1]认为gv++A(2)采用传统结构不变性原理，但很难将多余力全部消除；文献[2]讨论了同步系统，即构造一位置系PA=F+my(3)统，带动加载系统和舵机同步运动，消除多余力；文式中：A为活塞有效截面积，为加载控制腔体容献[3—4]提出用舵机伺服阀信号前馈消扰。这些方积，Y为加载作动筒活塞位移量，为等效容积弹性法一般可对消位置系统干扰中的速度项，但要对模数，为加载作动筒总泄漏系数

6、，F为加载力，m消位置干扰的加速度等项则比较困难。从物理意义上为加载系统运动部分等效质量。讲，需要比速度信号更加能提前反映位置变化的信号力传感器方程及伺服阀放大器方程为前馈，去消除干扰。由于在实际中对速度信号进行微F=Kt(+Y)(4)分会引入噪声和误差，使进一步减小多余力遇到困=K“(5)难。如果用位置系统输出的加速度信号进行前馈，则式中：K为综合刚度系数，为位置系统输出位移扰会及早地反映位置信号的变化趋势，从而使补偿作用动，为伺服阀输入电压，K为放大器增益。和干扰作用同步抵消。实际中舵机运动的

7、加速度信号舵机位置系统伺服阀流量方程、液压缸流量连续是很难得到的，但产生加速度的力信号可以测量出方程及力平衡方程分别为来，这一力信号是舵机的液压油缸负载力与加载力之Qn：Kq11一KlPLl(6)差，所以称作力差信号，用该力差信号代替舵机加速Qn-+LtPL1+Am(7)度信号进行前馈控制。依据这一思路，提出和研究电液伺服加载中测试前馈舵机的力差信号消除多余力。PLlA1=F+ml(8)1模型方程式中符号意义与加载系统相同，下标1表示舵机系加载系统线性化后的伺服阀流量方程为统。q=Kqx一p(1)

8、由上述加载系统和舵机系统方程得到加载控制原式中：为伺服阀流量增益，q为负载流量，为理方框图如图1所示。图中舵机系统回路中，系统的流量一压力系数，为伺服阀阀芯位移，P．为负载给定值为，系统输出为；加载系统回路中，系统压降。的给定值为F，系统输出为F。收稿日期：2010—08—03作者简介：王新民(1958一)，博士，副教授，研究方向为检测技术与自动化装置。E～mail：wamfe。@163．。m。·88·机床与液压第39卷式中：1KA2=。，上式是形式上类似于PID的前馈控制，调节比