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升降平台液压同步控制的方法及应用


升降平台液压同步控制的方法及应用 摘要:本文主要介绍一种液压闭环伺服控制系统的工作原理、特 点、 分类及应用。 本文所采用的是一种改进的四缸同等位置同步系统, 该控制系统的主要特征是同步精度高,响应速度快。 关键词:同等式同步控制 精度 随着航空航天、现代机械工程、冶金机械等的飞速发展 ,对液压 同步控制技术要求精度和稳定性越来越高。以升降平台为例 ,机身的 四个升降液压缸在升降时应能达到很好的同步控制 ,否则可能造成对 机身或液压油缸的破坏,甚至由于机身的不平而使平台整体结构造成 严重的破坏。 采用电液伺服同步控制系统逐渐代替传统的液压控制系 统。电液伺服阀是实现电液伺服同步控制技术的关键控制器件。由于 其较好的控制精度和稳定性 , 电液伺服阀已开始逐渐代替传统控制 阀。 1 液压闭环伺服控制系统 1.1 工作原理 设定值即输入信号决定了阀芯的先导压力等级。 传感器主要检测 阀芯的位置,产生一个电控模块可以识别的反馈信号,电控系统通过输 入信号和反馈信号之间的偏差来驱动电磁阀,进而改变先导压力,驱动 电液伺服控制系统 闭环控制 同步 主阀芯到正确的位置。 ①集成脉宽调制。 采用基于集成的脉宽调制的电液伺服阀来控制 ,一旦主阀芯到达 所需位置,调制停止,阀芯位置被锁定。 1.2 平台升降同步闭环控制系统 液压同步闭环控制系统现在有很多实现形式 ,根据系统所需要实 现的任务的不同,以及有多少被控执行元件、类型和结构、安装与运 行方向、控制元件的不同会有很多种分类。“同等方式”和“主从方式” 控制方式是液压同步闭环系统最经常使用的两种。两种方式比较 ,采 用“同等方式”控制方式的液压同步闭环系统就需要个执行元件、 检测 元件、控制元件、反馈等之间的关系严格匹配,才能获得与采用“主从 方式 ”的控制系统同等高精度的同步输出 , 这样就加大了机械设备的 实行难度。 (1)同步闭环伺服控制系统的特点:①同步精度高。同步闭环伺服 控制采用伺服阀控制液压同步,伺服阀的精度高,响应快。 ②组成复杂。 由同步闭环伺服控制组成的控制系统,此种伺服阀组成复杂,造价高且 抗污染能力差。 (2) 同步闭环控制系统的形式分类 , ①按控制输出的不同 , 液压同 步闭环控制分为力同步闭环控制、 速度同步闭环控制和位置同步闭环 控制三种形式。②按被控执行元件的数量不同,液压同步闭环控制又 有双执行元件和多执行元件同步闭环控制之分。 ③按被控执行元件的 类型与结构、安装形式与运动方向的不同 ,可以将液压同步闭环控制 分为液压缸同步闭环控制与液压马达同步闭环控制。 由于液压执行元 件的安装形式与运动方向对同步控制的性能有着直接的影响,因此,液 压同步闭环控制又能细分成卧式和立式两种形式。 1.3 控制系统的特点 由于各种控制元件间在结构及性能上存在的差异 ,液压执行元件 单作用液压缸与双作用液压缸的结构及安装方式的不同等原因造成 了相应控制形式间都有着各自的鲜明特点。 (1)电液伺服阀控制,电液伺服阀控制:电液伺服阀是种高精度、高 频响的电液控制元件,由它组成的液压同步闭环控制系统不仅具有较 高的响应速度,而且同步控制精度高。电液伺服阀组成的液压同步闭 环控制一般适用于高同步精度要求的各类主机。 (2)立式液压缸同步缸闭环控制,立式液压缸同步缸闭环控制就存 在因液压缸竖直安装导致的重力负载的作用 ,且会引起油缸在两个运 动方向上的动态性能不一致,给正反两个运动方向的高精度同步控制 带来困难。 这种重力负载的“干扰”现象,对大负荷的同步提升或下降是 尤其严重的。 (3) 对称

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