高速开关阀直控式闭环液压同步系统

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1、功能部件FunclioUnils高速开关阀直控式闭环液压同步系统何谦刘忠(湖南师范大学机电技术装备研究所，湖南长沙410081)摘要：针对液压同步系统不同的流量要求，采用高速开关阀直接控制的方式，设计了两组共三种闭环控制回路。考虑到结构的差异，分别采用脉宽调制(PWM)、脉码调制(PCM)以及复合脉宽的控制方式，结构简单，便于集成，能够实现较高精度的同步控制。关键词：高速开关阀闭环同步控制区分流量设计中图分类号：TH137．7文献标示码：AHydraulicClosed-loopSynchronousSy

2、stemWhichisDirectlyControlledbyHigh-speedOn-offValveHEQian，LIUZhong(InstituteofMechanical&ElectricalTechnology，HunanNormalUniversity，Changsha410081，CHN)Abstract：Aimingatthedifferentcurrentcapacityrequirementsofhydraulicsynchronoussystem，usingdirectcon—tro

3、lmodebyhigh-speedon-offvalve，twogroupsandaltogetherthreekindsofclosed—loopcontrolhy—draulicroutehavebeendesigned．Consideringthedifferenceoftheirstructure，PulseWidthModulation(PWM)，PulseCodeModulation(PCM)andCompoundPulseWidthModulationhavebeenchosensepara

4、telyastheircontrolmode．Eachofthemhassimplestructureandeasytointegrate，andthehigh—precisionsynchronouscontrolcanbeachievedatthesametime．Keywords：High—speedOn—ofValve；Closed-loopSynchronousControl；CurrentDifferentiatedDesign大型设备因负载力很大或布局的关系，往往需设(位移、速度等)的一致性

5、，可供选择的闭环控制策略多个液压执行器同时驱动一个执行机构，因此对同步有“同等”及“主从”两种方式。“同等”方式是指多个的要求非常普遍。受液压系统所固有的诸如液体压执行元件共同跟踪预先设定的理想输出的驱动形式；缩、泄漏、负载不均匀及摩擦阻力差异等因素的影响，而“主从”方式是指多个需要同步的执行元件以其中基于同步阀、节流阀或调速阀等液压元件的开环同步一个的输出为理想输出，其余执行元件跟踪这一选定系统，由于缺乏反馈环节，系统抵抗外界干扰的能力薄的理想输出而达到同步的驱动形式。两种控制策略的弱，不能用于有较高同

6、步精度要求的场合。而传统的侧重不同。相比而言，“主从”方式更侧重于执行元件基于伺服阀或比例阀的闭环同步控制系统，尽管具有之问运动的同步，而不强调对同步过程中运动规律的较高的控制精度，但由于其组成元件价格高昂且对油把握和限制，因此同步的实施相对简单，适合大多数有路的清洁程度要求很高，使得系统运行成本居高不同步要求的场合。下J。高速开关阀作为一种新型的电液控制阀，具有1适用于小流量的同步回路数字接口，不需D／A转换即可用计算机直接控制，并且还有阀体结构简单、抗污染和抗干扰能力强、可靠性一般来说，单个高速开关阀

7、的通流能力有限(小高等突出优点，因而将高速开关阀应用于液压伺服于10L／min)，不能直接用于功率较大的场合。但对控制，已成为当前流体传动及控制技术领域的一个重于负载不大的小型系统而言，却恰恰能发挥其响应快、要的研究方向。精度高且成本低的优势，从而有效弥补伺服阀和比例同步控制的核心目标是保持各执行元件问运动阀的不足。2008年湖南省高等学校科研资助重点项目：大功率机械臂电液驱动系统设计、建模与控制(08A047)￡ulu等等，FunctionUnils功能郜件图1所表示的是基于“主从”方式控制策略的高的调

8、制率D设置成一个固定的等差或等比数列，如D速开关阀液压同步控制系统的基本结构图。系统的执：D：D：D=l：2：3：4，综合节流口的面积即为行器为单出式液压缸，高速开关阀为常闭式的二位二各开关阀节流口的面积之和。通过设定基准开关阀的通阀。考虑到高速开关阀所能承受的压力限制，油路调制率，并用二进制信号控制各开关阀的启闭，便可实采用出口节流的控制方式。图中系统将工况设定为活现对油路流量的比例调节。即，需大流量时，多个阀同塞杆伸出，即