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1、機(jī)械工程師MECHANICALENGlNEER電液位置伺服控制系統(tǒng)仿真分析及優(yōu)化張忠，姜飛，房運(yùn)濤。劉建文(山東科技大學(xué)機(jī)械電子工程學(xué)院，山東青島266590)摘要：文中建立了電液位置伺服控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)模型．利用MATLAB對系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行分析，引入校正環(huán)節(jié)以改善控制系統(tǒng)的性能：利用AMESlm、AMESet對電控制系統(tǒng)進(jìn)行建模，利)霸AMESim自帶的DesignExploration模塊對系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：電液位置伺服控制系統(tǒng)。滯詹校正；MATLAB；AMESim：優(yōu)化設(shè)計(jì)中圖
2、分類號：TH137文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：1002—2333(2016)07—0007—03SimulationAnalysisandOptimizationoftheElectro—hydraulicServoPositionControlSystemwithForceFeedbackZHANGZhong，JIANGFei，F(xiàn)ANGYuntao，LIUJiangwen(InstituteofMechanicalandElectrical，ShandongUniversityofSciencea
3、ndTechnology，Qingdao266590，China)Abstract：Thispaperestablishesthetransferfunctionofelectro．hydraulicpositionservocontrolsystem．MATLABisusedtoanalyzestability，acorrectionlinkisintroducedtoimprovethesystem．AMESetandAMESimareusedtobuildthesystemmodel，an
4、dthesystemisoptimizedbytheExplorationDesignofAMESim．KeyWords：electrohydraulicpositionservocontrolsystem；lagCorrection；MATLAB；AMESim；optimizationdesign1電液位置伺服系統(tǒng)如圖1(a)所示位置控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)由指令電位器、反饋電位器、伺服放大器、電液伺服閥、動(dòng)力元件液壓缸組成，液壓缸輸出的位移反饋到伺服放大器的輸入端構(gòu)成直接位置反饋。如圖1(b)所示控
5、制原理，由控制信號經(jīng)伺服放大器后，輸入到電液伺服閥中，經(jīng)電液伺服閥產(chǎn)生正比于表1主要技術(shù)參數(shù)參數(shù)名參數(shù)值參數(shù)名參數(shù)值電液伺服閥固有頻率107閥控液壓缸的阻尼比0t3電液伺服閥的阻尼比O．7活塞缸活塞有效面積1．68x10-Zmz電液伺服閥增益2x10-3m3／As有效體積彈性模量6．9x108N加2閥控液壓缸的固有頻率87．9總壓縮容積2．8xlO-3m，輸入信號的流量輸出到液壓缸，液壓缸輸出位移反饋到伺服放大器的輸入端形成偏差信號，由偏差信號控制被控對象。J．J主要技術(shù)參數(shù)始定值號液壓缸負(fù)載孑
6、下毒：7I星墮皇垡器fif-,指令電拉器——聶芙套j——。(a)電液位置伺服控制系統(tǒng)箏囂糾臀叫礬缸ij大器{
7、閥I?。?位移傳感器}控制原理圖1被控l對象l上述控制系統(tǒng)的主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。J．2控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)1．2．1電液伺服閥的傳遞函數(shù)}
8、D_l“l(fā)OlBf尸~圖2力反饋兩級電液伺服閥電液伺服閥一般由力矩馬達(dá)、液壓放大元件、反饋機(jī)構(gòu)三部分組成。如圖2所示的力反饋兩級電液伺服閥，其力矩馬達(dá)為永磁動(dòng)鐵式力矩馬達(dá)，前置級為雙噴嘴擋板閥，功率級為四通滑閥。電液伺服閥傳遞函數(shù)可以用典型環(huán)節(jié)來簡
9、化，電液伺服閥傳遞函數(shù)可以簡化為Gsv一急瑙叫蓋+等叫。(1)其中：Kvr為力反饋回路開環(huán)增益；K。，為電液伺服閥增益；一∞。，為電液伺服閥固有頻率；矗為電液伺服閥的阻尼比。網(wǎng)址：WWW．jxgcs．com電郵：hrbengineer@163．com20t6年第7期l7機(jī)械工程師MECHAN}CALENGlNEER1．2．2閥控液壓缸的傳遞函數(shù)閥控液壓缸的傳遞函數(shù)由閥的線性化方程式(2)、液壓缸的流量連續(xù)性方程式(3)、液壓缸與負(fù)載的力平衡方程式(4)推得。AqL-KqAx，《。△pL。(2)式
10、中：K。為流量增益；K。為壓力流量系數(shù)；石，為活塞位移。，警+cIp卸一萬V,了dApLqL=A。(3)一吾+ct，卸一石了。(3)式中：A。為活塞有效面積；成為有效體積彈性模量；V。為總壓縮容積；cl。為液壓缸總泄漏系數(shù)。A，△pL-m。d2Axp+砩華也。+△吒。(4)dt2(It式中：ml為折算到活塞上的總質(zhì)量；B。為活塞及負(fù)載阻尼系數(shù)；K為負(fù)載彈簧剛度；E為作用在活塞上的負(fù)載。由式(2)、(3)、(4)得閥控液壓缸的傳遞函數(shù)：印罷2贏。㈦＼∞：‰／式中：動(dòng)閥控液壓缸的固有頻障；f}為閥控
