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控制系统(液压伺服控制系统)

时间:2023-05-06 11:46:41 阅读:86727 作者:4657

用于准确跟踪或再现某一过程的反馈控制系统。 在许多情况下,伺服系统是指被控制量(系统的输出量)为机械位移或位移速度、加速度的反馈控制系统,其作用是使输出的机械位移(或旋转角)准确地追随输入的位移)或旋转角。

伺服控制系统是能够根据规定的要求自动控制试验装置的机械运动的操作系统。 在许多情况下,伺服系统是指被控制量(系统的输出量)为机械位移或位移速度、加速度的反馈控制系统,其作用是使输出的机械位移(或旋转角)准确地追随输入的位移)或旋转角。 伺服系统的构成与其他形式的反馈控制系统没有原则上的差异。

主要指标:

测量伺服控制系统性能的主要指标系统的精度、稳定性、响应特性、工作频率四个方面,特别是带宽和精度方面。

带宽简称为带宽,由系统的频率响应特性规定,反映伺服系统跟踪的高速性。 带宽越大,速度越高。 伺服系统的带宽主要受控制对象和驱动器的惯性限制。 惯性越大,带宽越窄。 一般伺服系统的带宽小于15赫兹,大型设备的伺服系统的带宽在1~2赫兹以下。 伺服系统的精度主要由所用测量元件的精度决定。 因此,伺服系统需要采用精密电位计、自整角机、分解器等高精度测量元件。 此外,还可以采取其他措施提高系统精度,如测量元件,例如自定位机的测量轴通过减速机与旋转轴连接,扩大旋转轴的旋转角以提高相对测量精度等。 采用该方式的伺服系统称为精测粗测系统或双通道系统。 减速机与旋转轴啮合的测角线路称为精读数通路,从旋转轴直接获取的测角线路称为粗读通路。

结构构成:

机电一体化伺服控制系统的结构多种多样,但从自动控制理论的角度分析,伺服控制系统一般包括控制器、被控制对象、执行环节、检测环节、比较环节五个部分。

作为比较的一部分,将输入的指令信号与系统的反馈信号进行比较,得到输出与输入之间的偏差信号,通常通过专用的电路和计算机实现。

控制器:

控制器通常是计算机和PID控制电路,主要任务是对比较元件输出的偏差信号进行转换处理,控制执行器按照要求工作。

执行的一环:

驱动器的作用是根据控制信号的要求,将输入的各种形式的能量转换为机械能,驱动被控制对象。 机电一体化系统中的执行机构一般是指各种马达、液压、气动伺服机构等。

伺服系统的分类方法很多,常见的分类方法有以下三种。

(1)按照被控制量参数特性进行分类。

)2)按照驱动元件的类型进行分类。

伺服控制系统根据所使用的控制设备的类型分为机电伺服系统、液压伺服系统(液压控制系统)和气动伺服系统。

)3)按控制原理分类。

伺服系统分为开环控制伺服系统、闭环控制伺服系统和半闭环控制伺服系统。

常见的4种伺服控制系统如下所示。

)1)液压伺服控制系统

液压伺服控制系统以马达提供动力为基础,使用液压泵将机械能转换为压力,从而推动液压油。 通过控制各种阀门改变液压油的流向,使液压缸进行不同行程、不同方向的动作,从而满足各种设备的不同动作需求。 液压伺服控制系统按照偏差信号的获取和传递方式分为机-液、电-液、气-液等,其中应用较多的是机-液和电-液控制系统。 根据所控制的物理量,液压伺服控制系统可以分为位置控制、速度控制、力控制、加速度控制、压力控制、其他物理量控制等。 液压控制系统还可以分为节流(阀门控制)式和容积控制)泵控制)式。 在机械设备中,主要是有机-液伺服系统和电液伺服系统。

)2)交流伺服控制系统

交流伺服控制系统包括基于异步电动机的交流伺服系统和基于同步电动机的交流伺服系统。 除了稳定性好、迅速性好、精度高的特点外,还具有一系列的优点。 其性能指标可以从调速范围、定位精度、稳定速度精度、动态响应、运行稳定性等方面进行测量。

)3)直流伺服控制系统

交流伺服控制系统的工作原理基于电磁力定律。 与电磁转矩相关的是相互独立的两个变量的主磁通和电枢电流,它们分别控制励磁电流和电枢电流,可以很容易地进行转矩和转速的控制。 从控制的角度看,直流伺服控制是单输入单输出的单变量控制系统,由于经典的控制理论完全适用于该系统,控制简单,调速性能优良,在数控机床的进给驱动中曾占主导地位。

4 )电液伺服控制系统

由电信号处理装置和液压动力机构组成的反馈控制系统。 最常见的是电液位置伺服系统、电液速度控制系统和电液力(或转矩)控制系统。

以上是我们常用的四种伺服系统,他们的工作原理、性能和可应用的范围都有所区别,各有自己的特点和优缺点。 因此,选择或购买时,需要根据系统的需要、要控制的参数和实现的性能,通过计算来选择合适的产品。

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技术要求:

1.系统精度

伺服系统精度指的是输出量复现输入信号要求的精确程度,以误差的形式表现,可概括为动态误差,稳态误差和静态误差三个方面组成。

2.稳定性

伺服系统的稳定性是指当作用在系统上的干扰消失以后,系统能够恢复到原来稳定状态的能力;或者当给系统一个新的输入指令后,系统达到新的稳定运行状态的能力。

3.响应特性

响应特性指的是输出量跟随输入指令变化的反应速度,决定了系统的工作效率.响应速度与许多因素有关,如计算机的运行速度,运动系统的阻尼和质量等。

4.工作频率

工作频率通常是指系统允许输入信号的频率范围.当工作频率信号输入时,系统能够按技术要求正常工作;而其它频率信号输入时,系统不能正常工作。

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