一种电液位置伺服控制器制造技术

本发明专利技术公开了一种电液位置伺服控制器，由比较器、第一电位器、第一积分器、第一减法器、第二减法器、第二电位器、第二积分器、第三减法器、第四减法器、第三电位器和第三积分器依次串接；由跟随器的输出端分别连接比较器、第四电位器、第一微分器的输入端；由第四电位器的输出端串接至第一减法器的输入端；由第一微分器的输出端分别接所述第二减法器、第五电位器和第二微分器的输入端；由第五电位器的输出端串接第三减法器的输入端；由第二微分器的输出端串接第四减法器的输入端组成。本发明专利技术功能完善，接口简单，可实现位移、速度、加速度等状态变量的全反馈，参数调整方便，被控制的电液伺服对象响应快而无超调，且具有极强的抗负载扰动能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电液位置伺服控制器，更具体地说，是涉及一种采用模拟电路实现的具有极强抗负载扰动的电液位置伺服控制器。
技术介绍
众所周知，电液位置的精确控制必须采用闭环反馈控制方式才能获得较好的控制精度，传统的电液位置伺服控制器是在其前向通道中对输入、输出之间的误差信号进行比例(P控制)、比例加积分(PI控制)、比例加积分加微分(PID控制)运算以产生位移控制信号，从而为电液伺服对象的位置提供精确调节。上述控制方法均可归类为PID控制，其对电液伺服对象位置控制的效果往往是响应速度不快，且容易出现超调，需要在响应速度和超调量二者之间作出折中处理，究其原因：1、是由于其自身控制结构的限制，前向通道内对误差的运算，是对输入信号和反馈信号同时进行的，事实上，由于对误差的P、I、D运算，也产生了对输入信号的强迫运算，使控制系统出现多个强迫项，这样，电液位置伺服系统的输出就不能快速精确复现位移指令信号；2、是其控制参数并不是根据电液伺服对象的参数进行调整，而是直接采用试凑法或经验法调整电控制参数，这就造成控制参数调整比较盲目，且电液位置伺服系统的调试费时费力，位置伺服性能难以满足工程要求。因此为了获得良好的综合性能，需要根本改变电液位置伺服控制器的内部运算结构，也就是需要合理布置P、I、D等运算实施的位置，且控制参数的设计中需要遵循以下两条规则：1、在线性范围内位移指令信号输入达到最大值时，伺服放大器达到其最大输出能力，也就是说电液伺服放大器的输出能力应得到充分利用；2、由电液伺服控制器、电液伺服对象以及位移传感器构成闭环系统的等效阻尼比为1。这两条规则是传统的在前向通道施加PID控制由于其控制结构的限制而无法兼顾的。规则1是为了实现系统响应的快速性，规则2是为保证系统响应无超调。另外，如果同时反馈了速度和加速度等状态变量，系统可以对任何负载变化引起的状态变化作出快速预测，由这样的电液位置伺服控制器控制的电液位置伺服系统才能快、无超调且具有极强的抗负载扰动能力。显然，状态变量反馈越多，系统势必越复杂，但在微电子技术快速发展的今天，这些已不成为问题。随着各种机械设备对综合性能要求的提高，对电液位置伺服系统性能提出了越来越高的要求。当今广泛使用的伺服控制器已不能满足要求，采用新的电液位置伺服控制器是进一步提高电液位置伺服系统性能所要解决的问题所在。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述现有技术中存在的问题，提供一种性能优良、低成本且使用方便的电液位置伺服控制器。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种电液位置伺服控制器，由比较器、第一电位器、第一积分器、第一减法器、第二减法器、第二电位器、第二积分器、第三减法器、第四减法器、第三电位器、第三积分器、跟随器、第四电位器、第一微分器、第五电位器和第二微分器组成。所述比较器、第一电位器、第一积分器、第一减法器、第二减法器、第二电位器、第二积分器、第三减法器、第四减法器、第三电位器和第三积分器依次串接；所述跟随器的输出端分别接所述比较器、第四电位器、第一微分器的输入端；所述第四电位器的输出端串接所述第一减法器的输入端；所述第一微分器的输出端分别接所述第二减法器、第五电位器和第二微分器的输入端；所述第五电位器的输出端串接所述第三减法器的输入端；所述第二微分器的输出端串接所述第四减法器的输入端。其中，所述第一电位器由多圈精密电位器P1构成，所述多圈精密电位器P1的分压比为Kp1，利用下式计算得到，作为其初始整定值： K P 1 = 1.343 × R 5 × R 24 × C 1 × C 4 × M m a x J × r 0 , m l ]]>式中：R5为第五电阻的阻值；R24为第二十四电阻的阻值；C1为第一电容的容值，C4为第四电容的容值；J为电液伺服对象的等效惯量；Mmax为电液伺服放大器在线性范围内能够输的最大电压；r0,ml为线性范围内位移指令信号的最大值。所述第二电位器由多圈精密电位器P2构成，所述多圈精密电位器P2的分压比为Kp2，利用下式计算得到，作为其初始整定值： K P 2 = 40.640 × R 14 × R 25 × C 2 × C 5 × M max J × r 0 , m l ]]>式中：R14为第十四电阻的阻值；R25为第二十五电阻的阻值；C2为第二电容的容值；C5为第五电容的容值；J为电液伺服对象的等效惯量；Mmax为电液伺服放大器在线性范围内能够输的最大电压；r0,ml为线性范围内位移指令信号的最大值。所述第三电位器由多圈精密电位器P3构成，所述多圈精密电位器P3的分压比为Kp3，利用下式计算得到，作为其初始整定值： K P 3 = 17.451 × R 23 × C 3 R 24 × R 25 × C 4 × C 5 × J × M m a x r 0 , 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电液位置伺服控制器，其特征在于：由比较器、第一电位器、第一积分器、第一减法器、第二减法器、第二电位器、第二积分器、第三减法器、第四减法器、第三电位器、第三积分器、跟随器、第四电位器、第一微分器、第五电位器和第二微分器组成。所述比较器、第一电位器、第一积分器、第一减法器、第二减法器、第二电位器、第二积分器、第三减法器、第四减法器、第三电位器和第三积分器依次串接；所述跟随器的输出端分别接所述比较器、第四电位器、第一微分器的输入端；所述第四电位器的输出端串接所述第一减法器的输入端；所述第一微分器的输出端分别接所述第二减法器、第五电位器和第二微分器的输入端；所述第五电位器的输出端串接所述第三减法器的输入端；所述第二微分器的输出端串接所述第四减法器的输入端。

【技术特征摘要】
1.一种电液位置伺服控制器，其特征在于：由比较器、第一电位器、第一积分器、第一减法器、第二减法器、第二电位器、第二积分器、第三减法器、第四减法器、第三电位器、第三积分器、跟随器、第四电位器、第一微分器、第五电位器和第二微分器组成。所述比较器、第一电位器、第一积分器、第一减法器、第二减法器、第二电位器、第二积分器、第三减法器、第四减法器、第三电位器和第三积分器依次串接；所述跟随器的输出端分别接所述比较器、第四电位器、第一微分器的输入端；所述第四电位器的输出端串接所述第一减法器的输入端；所述第一微分器的输出端分别接所述第二减法器、第五电位器和第二微分器的输入端；所述第五电位器的输出端串接所述第三减法器的输入端；所述第二微分器的输出端串接所述第四减法器的输入端。2.根据权利要求1所述的电液位置伺服控制器，其特征在于，所述第一电位器由多圈精密电位器P1构成，所述多圈精密电位器P1的分压比为Kp1，利用下式计算得到，作为其初始整定值： K P 1 = 1.343 × R 5 × R 24 × C 1 × C 4 × M m a x J × r 0 , m l ]]>式中：R5为第五电阻的阻值；R24为第二十四电阻的阻值；C1为第一电容的容值，C4为第四电容的容值；J为电液伺服对象的等效惯量；Mmax为电液伺服放大器在线性范围内能够输的最大电压；r0,ml为线性范围内位移指令信号的最大值。3.根据权利要求1所述的电液位置伺服控制器，其特征在于，所述第二电位器由多圈精密电位器P2构成，所述多圈精密电位器P2的分压比为Kp2，利用下式计算得到，作为其初始整定值： K P 2 = 40.640 × R 14 × R 25 × C 2 × C 5 × M max J × r 0 , m l ]]>式中：R14为第十四电阻的阻值；R25为第二十五电阻的阻值；C2为第二电容的容值；C5为第五电容的容值；J为电液伺服对象的等效惯量；Mmax为电液伺服放大器在线性范围内能够输的最大电压；r0,ml为线性范围内位移指令信号的最大值。4.根据权利要求1所述的电液位置伺服控制器，其特征在于，所述第三电位器由多圈精密电位器P3构成，所述多圈精密电位器P3的分压比为Kp3，利用下式计算得到，作为其初始整定值： K P 3 = 17.451 × R 23 × C 3 R 24 × ...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱鹏程，崔健波，李红，王丽娟，王伟，缪鑫，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32