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电液伺服控制系统.docx

上传人:游园会 2023/1/27 文件大小:119 KB

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电液伺服控制系统.docx

文档介绍

文档介绍:该【电液伺服控制系统 】是由【游园会】上传分享,文档一共【15】页,该文档可以免费在线阅读,需要了解更多关于【电液伺服控制系统 】的内容,可以使用淘豆网的站内搜索功能,选择自己适合的文档,以下文字是截取该文章内的部分文字,如需要获得完整电子版,请下载此文档到您的设备,方便您编辑和打印。电液伺服掌握系统
电液掌握系统的进展历史概述
液压掌握技术的历史最早可以追溯到公元前240年,一位古埃及人制造的液压伺服机构———水钟。而液压掌握技术的快速进展则是在18世纪欧洲工业革命时期,在此期间,很多格外有用的制造涌现出来,多种液压机械装置特别是液压阀得到开发和利用,使液压技术的影响力大增。18世纪消灭了泵、水压机及水压缸等。19世纪初液压技术取得了一些重大的进展,其中包括承受油作为工作流体及首次用电来驱动方向掌握阀等。其次次世界大战期间及战后,电液技术的进展加快。消灭了两级电液伺服阀、喷嘴挡板元件以及反响装置等。20世纪50~60年月则是电液元件和技术进展的顶峰期,电液伺服阀掌握技术在军事应用中大显身手,特别是在航空航天上的应用。这些应用最初包括雷达驱动、制导平台驱动及放射架掌握等,后来又扩
展到的飞行掌握、雷达天线的定位、飞机飞行掌握系统的增加稳定性、雷达磁控管腔的动态调整以及飞行器的推力矢量掌握等。电液伺服驱动器也被用于空间运载火箭的导航和掌握。电液掌握技术在非军事工业上的应用也越来越多,最主要的是机床工业。在早些时候,数控机床的工作台定位伺服装置中多承受电液系统(通常是液压伺服马达)来代替人工操作,其次是工程机械。在以后的几十年中,电液掌握技术的工业应用又进一步扩展到工业机器人掌握、塑料加工、地质和矿藏探测、燃气或蒸汽涡轮掌握及可移动设备的自动化等领域。电液比例掌握技术及比例阀2在0世纪
60年月末70年月初消灭。70年月,随着集成电路的问世及其后微处理器的诞生,基于集成电路的掌握电子器件和装置广泛应用于电液掌握技术领域。
现代飞机上的操纵系统。如驼机、助力器、人感系统,发动机与电源系统的恒速与恒频调整,火力系统中的雷达与炮塔的跟踪掌握等大都承受了电液伺服掌握系统。飞行器的地面模拟设备,包括飞行模拟台、负载模拟器大功率模拟振动台、大功率材料试验加载等大多承受了电液掌握,因此电液伺服掌握的进展关系到航空与宇航事业的进展,在其他的国防工业中如机器人也大量使用了电液掌握系统。
电液伺服掌握系统的特点和构成
电液伺服掌握系统特点:均为闭环系统;输出为位置、速度、力等各种物理量;掌握元件为伺服阀(零遮盖、死区微小、滞环小、动态响应高、清洁度要求高);掌握精度高;响应速度快;用于高性能场合。。
液压源 被掌握对象
u
g
u
e
伺服
放大器
I
Q
伺服阀
液压执
行元件
掌握
对象
被控
制量
u
f
检测反
馈元件
电液伺服系统的一般构成
电液伺服掌握系统的进展趋势
电液伺服掌握已经开头向数字化进展,液压技术同电子技术、掌握技术的结合日益严密,电液元件和系统的性能有了进一步的提高。电液伺服掌握将在电子设备控、制策略、软件和材料方面取得更大的突破,主要包括以下几个方面。
与电子技术、计算机技术融为一体。随着电子组件系统的集成,相应的电子组
件接口和现场总线技术开头应用于电液系统的掌握中,从而实现高水平的信息系统,该系统简化了掌握环节、易于维护,提高液压系统的可控性能和诊断性能。
更加留意节能增效。负荷传感系统和变频技术等技术的应用将使效率大大提高。
型电液元件和一体化敏感元件将得到广泛争论和应用,如具有耐污染、高精度、高频响的直动型电液掌握阀,液压变换器及电子油泵等的争论。
计算机技术将广泛应用于电液掌握系统的设计、建模、仿真试验和掌握中。
带钢纠偏掌握系统设计
带钢纠偏掌握系统原理
课题背景
近年来,随着科学技术的进展、制造技术的进步,产品质量和品种多样化的要求日益提高。其中,汽车工业及装备制造业的迅猛进展大大增加了对钢材的需求。然而,我国的很多钢铁企业由于设备使用年限过长,电气掌握系统和液压传动
系统损坏严峻,掌握精度达不到要求,不能满足当前生产的需求。为保证带钢的质量,需要依据机组运行状况设计安装相应的自动纠偏掌握系统整,齐带钢边部,从而提高钢材的产量、成品率和生产效率。
带钢纠偏掌握系统简介
带钢纠偏系统EPC(EdgePositionContro即l)
边缘位置掌握,广泛应用于钢带、
铝带、铜带等金属带材轧机、纵剪机列、清洗机列等生产中,用来对带材连续生产进展跑偏掌握。
常见的跑偏掌握系统有气液和光电液伺服掌握系统。两者工作原理一样,其区分仅在于检测器和伺服阀不同,前者为气动检测器和气液伺服阀;后者为光电检测器和电液伺服阀,并各有所长。电液伺服掌握系统的优点是信号传输快;电反响和校正便利:光电检测器的开口(即放射与承受器间距)可达一米左右,因此可直接便利的装于卷取机旁,但系统较简单。气液伺服系统的最大优点是简洁牢靠且不怕干扰;气液伺服阀中的膜片不仅起气压-位移转换作用,还起力放大作用,因此系统中省去了放大器,简化了系统。但气动信号传输速度较慢,传输距离有限,且气动检测器开口较小,检测器务必由支架伸出,装于距卷筒较远处,综合各种因素本系统运用电液伺服掌握。
带钢纠偏掌握系统工作原理
,典型的带钢卷取纠编掌握系统,主要由光电传感器,掌握器,液压伺服系统(液压站、伺服阀),卷取机所组成。

带钢正常运行时,带边处于光电传感器中心,将光源的光照遮去一半。带钢跑偏时,带边偏离光电传感器中心,光电传感器检测出带材的位置偏差,将信号送给电控装置,而后经过放大等一系列动作送至伺服阀,由伺服阀掌握液压缸驱动卷筒,使卷筒向跑偏方向跟踪。当跟踪位移与跑偏位移相等时,偏差信号为零,卷筒处于的平衡位置,使卷筒上的带钢边缘实现自动卷齐。
带钢纠偏掌握系统设计
〕机组速度:V=2m/s
负载状况:以惯性负载为主,卷取机移动部件总重量M1=23t,最大钢卷重量M2=20t
带钢宽度变化范围:75cm-125cm
工作行程:H=300mm
工作条件:因活套内行走,小车运行不稳,易引起带钢横向摇摆

最大调整速度Vs=30mm/s,系统频宽f>3Hz
卷齐精度e≤2mm

掌握系统设计方案
本论文争论的对象位于轧钢生产线。由于生产线工况条件恶劣,振动大、噪声强、温度高、污染严峻,所以对掌握系统的要求必需有格外高的牢靠性和处理速度。为此我们在系统设计中需承受特别的光电传感器检测带钢偏移信号,掌握器承受计算机掌握系统和智能PI掌握算法,以减小和消退超调,加快系统的动态响应;执行机构承受电液伺服阀掌握液压缸,推动卷取机跟随钢带。
具体掌握方案如下:
掌握算法承受智能PI算法,优化掌握性能,这是该掌握系统的关键局部。
光电传感器承受特别频率电源,提高抗干扰性能,有利于提高掌握精度。
硬件电路用由MCS-51单片机构建的计算机掌握系统扩,展A/D及D/A模块,用LED及键盘到达参数显示、修改及工作方式的切换,构成友好的操作界面。
该系统实现键盘自给定系统,在带钢宽度变化时自动调整光电传感器的光电头可以实现带钢边缘位置的准确定位。



液压缸
传动装置
V
光电
检测器
检测
信号
计算机
伺服阀
给定值
伺服放大器
卷筒
带材纠偏掌握系统硬件原理图
纠偏液压站原理图设计
液压系统设计要完成两局部功能:①实现卷取机的自动和手动跟踪带钢;②实现
光电传感器位置的手动调整,并且调整速度可调。依据功能要求,:图中元件为:
(推动卷取辊)(光电传感器)。油路原理分析:油液经4〔叶片泵〕向上进入6(单向阀):
①当系统在自动掌握状态下时,13(电磁换向阀)处于右位,14(电磁换向阀)处于中位(关闭)。油液经过12(电液伺服阀)和13(电磁换向阀)进入17(油缸)工作,此时流量由微机掌握的12(电液伺服阀)打算。
②当系统在手动掌握状态下时,13(电磁换向阀)处于左位(关闭),14(电磁换向阀)处于左位或右位。油液经过14(电磁换向阀)进入17(油缸)工作,此时流量由人工通过14(电磁换向阀)掌握。
③不管系统处于自动状态还是手动状态,油液都可经过15(电磁换向
阀)和16〔叠加式单向节流阀)进入18〔油缸II〕,掌握光电传感器的位置。一般光电传感器只在带钢宽度发生变化的情况下才由人工重定位,所以15(电磁换向阀)一般处于中位(关闭)。16(叠加式单向节流阀)是为了调整定位速度,保证18(油缸II)稳定准确定位。9(溢流阀)是为了确定系统最高压
力。QQ群:180610702

带钢纠偏掌握系统元件设计选型
系统由计算机、伺服放大器、伺服阀、卷取机及光电传感器等环节组成。掌握器给出掌握信号,经伺服放大器放大后驱动伺服阀,掌握油缸活塞杆运动来推动卷取机跟随带钢,带钢位移信号经传感器反响回掌握器构成闭环掌握系统。
(其中给定值为数字给定)
系统原理框图
在系统中光电传感器、伺服阀、卷取机及与其配套的油缸等液压器件是系统的主体局部。系统的主要掌握性能是由光电传感器和液压系统(包括伺服阀、卷取机及与其配套的油缸等液压器件)打算的,所以首先来设计光电传感器和液压系统。光电传感器包括光源的设计、转换、滤波等。液压系统的设计主要是确定打算系统掌握性能的关键元件—伺服阀。
光电传感器设计
在检测的反响回路上光电传感器的精度在很大程度上打算了系统的精度,、检测器、转换电路和滤波整流电路四局部。
光源设计
为了削减外部光对系统的干扰,使接收到的光源信号尽可能是工作光源,我们将设计200Hz的高频特别光源,承受直流斩波电路将220V,50Hz的工业用电变成220V、200Hz的工作电源。

电源的整流电路
D1~D4与C组成桥式整流电容滤波电路,其作用是把来自变压器副侧电流的沟通电压变成直流电压;虚线右半局部为稳压电路,其作用是为负载供给一个稳定的直流电压。
整流后,通过斩波把直流变成200Hz的方波,使其产生相应频率的光源。
斩波电路
工作原理:
斩波的原理是通过开关把直流电按周期地使电路导通与关断,该电路是由IGBT组成的降压斩波电路。全控型器件IGBT的的栅极驱动电压为周期方波,承受脉宽调制方式,其开关的周期即为斩波后的周期,但输出的电压将相应地降低。

斩波输出波形
光电传感器的检测器原理设计

光电式带材跑偏检测器原理