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1、2013年4月機(jī)床與液壓Apr．2013第41卷第7期MACHINET0OL&HYDRAULICSVo1．41No．7DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．07．011電液比例位置控制系統(tǒng)的研究董建園，曹旭妍，魏培，施玉艷(西安建筑科技大學(xué)，陜西西安710055)摘要：電液比例位置控制系統(tǒng)是非線(xiàn)性、時(shí)變性嚴(yán)重的一種系統(tǒng)，且具有變流量死區(qū)、變流量增益的特性。單純采用線(xiàn)性PID控制器難于協(xié)調(diào)快速性和穩(wěn)定性之間的矛盾。基于LabVIEW平臺(tái)，針對(duì)電液比例位置系統(tǒng)具有死區(qū)非線(xiàn)性的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)模糊控制器，并與PID控制算法進(jìn)行比較。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：模糊控制通過(guò)對(duì)比例閥死區(qū)的
2、補(bǔ)償，基本消除了液壓缸運(yùn)動(dòng)的不對(duì)稱(chēng)性，并且在快速性、準(zhǔn)確性以及穩(wěn)定性方面優(yōu)于傳統(tǒng)的PID控制，改善了系統(tǒng)的性能。關(guān)鍵詞：電液比例位置控制系統(tǒng)；PID控制；模糊控制中圖分類(lèi)號(hào)：TH137文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：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．a(chǎn)fuzzycontrollerwasdesign
4、edandcomparedwithPIDcontro1．Ex—perimentalresultshowsthattheusingfuzzycontroller，theasymmetryofthehydrauliccylindermotionisbasicallyeliminatedbycom·pensatingdeadzone．TheefectoffuzzycontrolisbetterthanPIDinrapidity，accuracyandstability．Keywords：Electro-hydraulicproportionalposition8erv0system；PIDcon
5、trol；FuzzyControl隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和工業(yè)技術(shù)的普及，電液比例技術(shù)得到迅速發(fā)展。與電液伺服控制技術(shù)的高成本、高維護(hù)、高能耗相比，電液比例技術(shù)是一種廉價(jià)、節(jié)能、維護(hù)方便、適應(yīng)大功率控制及具有一定柱塞泵閥控制精度的控制技術(shù)，因而更適用于工程機(jī)械等工方向閥缸業(yè)場(chǎng)合?。由于電液比例位置控制系統(tǒng)的變流量死傳感器區(qū)特性，線(xiàn)性PID控制器難于協(xié)調(diào)快速性和穩(wěn)定性2閥溢流閥之間的矛盾。且目前主要是基于MATLAB／Simulink對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證較少，在實(shí)際系統(tǒng)的應(yīng)用中差異較大。作者以LabVIEW為軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，將計(jì)算機(jī)強(qiáng)圖1電液比例位置控制系統(tǒng)原理圖大的計(jì)算處理能力和儀器硬件的測(cè)量、
6、控制能力結(jié)合在一起，設(shè)計(jì)出帶死區(qū)補(bǔ)償?shù)哪：刂破鳎⒃趯?shí)驗(yàn)室的QCS014AT液壓試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，使系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)、精度、動(dòng)態(tài)品質(zhì)等方面都具有較好的效果。1系統(tǒng)組成及數(shù)學(xué)模型1．1系統(tǒng)組成電液比例位置控制系統(tǒng)的原理圖和實(shí)物圖分別如圖1和2所示。將原本由PLC控制的開(kāi)環(huán)系統(tǒng)設(shè)計(jì)成圖2電液比例位置控制系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)帶位置反饋的閉環(huán)控制系統(tǒng)。收稿日期：2012—03—28基金項(xiàng)目：陜西省教育廳專(zhuān)項(xiàng)科研計(jì)劃項(xiàng)目(11Jk0986)作者簡(jiǎn)介：董建園(1971一)，男，博士，副教授，主要研究方向?yàn)闄C(jī)電控制及自動(dòng)化。E—mail：yanyan8881@163．com。第7期董建園等：電液比例位置控制系統(tǒng)的研
7、究·4l·系統(tǒng)采用寧波華液公司生產(chǎn)的型號(hào)為BFW-03—(3)位移傳感器。其頻寬也比系統(tǒng)的頻寬高得3C2-95-50的不帶內(nèi)置放大器的直動(dòng)式三位四通比例多，也可以近似成比例環(huán)節(jié)，用表示。方向閥，相配套的比例放大器為H．AP-204-O．8雙路(4)閥控液壓缸。電液比例位置控制系統(tǒng)的主比例放大器。液壓缸采用摩擦較低的單活塞桿油缸，要元件是比例閥和液壓缸，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性取決于閥缸內(nèi)徑D=40mm，活塞桿直徑d=20mm，油缸
