第10章 液壓系統(tǒng)建模方法_第1頁
已閱讀1頁,還剩78頁未讀, 繼續(xù)免費(fèi)閱讀

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)

文檔簡(jiǎn)介

1、控制相關(guān)專業(yè)研究生選修課程,系統(tǒng)建模方法,馬宏軍,東北大學(xué) 信息學(xué)院 控制理論與導(dǎo)航技術(shù)研究所,2013年3月,逸夫樓203,第十章 液壓控制系統(tǒng)建模方法,3,第一節(jié) 液壓控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),圖1-3 雙電位器電液位置伺服系統(tǒng),4,一、采用電壓比較的液壓工作臺(tái)位置控制系統(tǒng),,5,控制系統(tǒng)組成:被控對(duì)象指令元件比較元件指令傳感器反饋傳感器動(dòng)力元件(閥.缸),,,,6,二、采用電壓比較的電動(dòng)工作臺(tái)位置控制系統(tǒng),,7,電動(dòng)力元件,指

2、令電位器,,反饋電位器,,,,,電放大Ka,E,,,,Ui,E,-,,電壓比較,,UP,,,,,,,Ka,工作臺(tái),,電機(jī),控制系統(tǒng)組成:被控對(duì)象指令元件比較元件指令傳感器反饋傳感器動(dòng)力元件(可控硅\電機(jī)),將液壓動(dòng)力元件(伺服閥、缸)換成電動(dòng)力元件(可控硅與電動(dòng)機(jī)),,,8,三、采用力比較的液壓工作臺(tái)位置控制系統(tǒng),F1=Xi*K1,F2=Xp*K2,指令傳感器K1,反饋傳感器K2,,,9,比較元件,,1K1+K2,

3、,,,力比較,,Xi,,xv,,,XP,,,,,,,,,比較結(jié)果轉(zhuǎn)換成閥位移,10,控制框圖,采用力比較方式,用彈簧作為位移-力傳感器,以閥芯作為力比較元件。,,,液壓缸,1K1+K2,,,DF,-,,力比較,Ka,工作臺(tái),,,,,,11,四、采用直接位置比較的液壓工作臺(tái)位置控制系統(tǒng),,,Xi=X芯,Xp=X套,,,指令元件與閥芯相連,受控對(duì)象與閥套相連,12,,,,Xv,-,,閥芯閥套比較,,Xi,X芯,,,X套,1,1,伺服閥,,

4、,XP,指令與閥芯相連,受控對(duì)象與閥套相連,,,13,,,控制框圖,采用閥芯閥套直較方式,,,液壓缸,,,Xv,-,,Ka,工作臺(tái),X芯,,,X套,1,1,伺服閥,,,,,,,閥芯與閥套比較,閥芯與閥套比較,第二節(jié) 液壓控制系統(tǒng)的分類,上述工作臺(tái)位置控制系統(tǒng)的種類:,按控制件、傳動(dòng)件分類: (1)電壓比較電液位置控制系統(tǒng); (2)電壓比較電動(dòng)位置控制系統(tǒng); (3)力比較機(jī)液位置控制系統(tǒng); (4)直接位置比較機(jī)液位置控制系統(tǒng);,1

5、5,按被控制參數(shù)分類:(1)位置控制系統(tǒng);(2)速度控制系統(tǒng);(3)力控制系統(tǒng)。,液壓控制系統(tǒng)的分類,按控制件、傳動(dòng)件分類:(1)電氣控制系統(tǒng);(2)液壓控制系統(tǒng)。,16,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,XP,,,,,,,,,Xi,,,升力,阻力,例1:飛機(jī)舵機(jī)液控制系統(tǒng),pS,,,,飛機(jī)舵機(jī),指令位移,,,,,,,,,舵機(jī)位移,,XP,XV,,17,18,19,,

6、放大元件,,,,,電液位置控制系統(tǒng)原理圖,例2 電液仿形控制系統(tǒng),,,20,電液仿形控制框圖,閉環(huán)控制系統(tǒng)由開環(huán)控制(動(dòng)力)和負(fù)反饋裝置兩部分組成; 負(fù)反饋裝置由比較元件、測(cè)量反饋元件構(gòu)成; 開環(huán)控制部分由放大元件(伺服閥).能量轉(zhuǎn)換元件(缸).負(fù)載構(gòu)成; 指令元件通過閉環(huán)系統(tǒng)控制被控對(duì)象.使被控位移y2 跟蹤指令位移y1,21,轉(zhuǎn)動(dòng): 電機(jī):同功率時(shí)慣性大----響應(yīng)慢; 液壓馬達(dá):同功率時(shí)慣性小-

7、---響應(yīng)快。,直線運(yùn)動(dòng): 電傳動(dòng):齒輪+齒條+電機(jī)----慢、難; 液壓缸驅(qū)動(dòng):----快、易。,液壓控制的缺點(diǎn): (1)易因堵塞造成故障; (2)成本高、維護(hù)難度大; (3)易污染環(huán)境。 (4)非線性強(qiáng)、隨工作范圍變化大,第三節(jié) 液壓控制的優(yōu)缺點(diǎn),22,自動(dòng)火炮系統(tǒng),液壓控制系統(tǒng)的應(yīng)用,軍工:,汽車伺服轉(zhuǎn)向、飛機(jī)舵機(jī),交通:,軋機(jī)液壓厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)帶

8、鋼跑偏控制系統(tǒng)連續(xù)鑄鋼控制系統(tǒng),冶金:,23,電子元件-電阻,第五節(jié) 液壓控制的常用電子器件,24,電子元件-電容,25,二極管、三極管,,26,雙列直插DIP封裝,,電子元件的封裝,27,28,運(yùn)放的方框圖,,29,運(yùn)算放大器的電壓反饋控制,30,31,串聯(lián)電阻比較,32,串聯(lián)電阻比較,反相輸入,33,放大器的實(shí)際接線,調(diào)零,倍數(shù)調(diào)整,負(fù)電源,正電源,34,液壓放大元件有兩種:“泵類”--變量泵“閥類”--伺服閥,液壓放大元件

9、也叫液壓控制元件,什么是液壓放大元件?,第六節(jié) 液壓放大元件,35,三極管放大了什么?,三極管是電放大器(電控開關(guān)),由小基極電流控制大的發(fā)射極電流,放大——實(shí)際上是一種控制,是用小功率控制大功率的輸出,,36,放大器是橋路,一個(gè)三極管構(gòu)不成電放大器!,能控制電壓升降的典型回路是——半橋和全橋,,,可控電阻,固定橋臂,控制輸入,控制輸出,37,38,構(gòu)造閥類液壓放大器,伺服閥是液壓放大器(液控開關(guān)),由小功率驅(qū)動(dòng)閥芯,可以控制大功率的

10、閥口流量。,可控液阻,被控對(duì)象,固定橋臂,39,液壓放大元件,放大元件,控制輸入,輸出流量,輸出流量,控制輸入,伺服閥本質(zhì)上是含可變液阻的液壓橋路,它能通過小功率輸入信號(hào)(位移),控制大功率的流量(壓力)的輸出。,40,閥類液壓放大元件的分類:,41,表示閥輸出流量、壓力及開口面積三者關(guān)系的方程叫閥的特性方程,只研究穩(wěn)態(tài)關(guān)系就叫做靜特性。,第七節(jié) 滑閥靜特性的一般分析,流量控制閥,壓力控制閥,對(duì)于各種滑閥、錐閥、球閥、節(jié)流孔口,通過閥

11、口的流量均可用下式表示:,閥口流量公式及流量系數(shù),43,負(fù)載,控制輸入,輸出流量,控制輸入,輸出流量,擾動(dòng)輸入,擾動(dòng)輸入,,,,,,,44,放大元件的線性化,線性化后即可畫出傳遞函數(shù)圖!,45,拉氏變換及物理模型,,,,,,,,,46,,放大元件的數(shù)學(xué)模型,,,,放大元件的四種模型,47,,,48,液壓動(dòng)力元件由放大元件和執(zhí)行元件(缸-馬達(dá))構(gòu)成。執(zhí)行元件是將輸入液壓功率轉(zhuǎn)換成機(jī)械功率的機(jī)—液耦合(換能)元件,其模型類似于變壓器。,什

12、么是液壓動(dòng)力元件?,第八節(jié) 液壓動(dòng)力元件的建模,49,理想液壓缸的數(shù)學(xué)模型,,,不計(jì)泄漏和壓縮時(shí)動(dòng)力元件的方框圖它是一個(gè)積分環(huán)節(jié),流量放大,液壓——機(jī)械能量轉(zhuǎn)換,基本方程,1、放大器的線性化流量方程,53,,液壓阻抗+理想油缸+機(jī)械阻抗,實(shí)際油缸,,實(shí)際液壓缸的阻抗分離,2、油缸的液壓阻抗及流量連續(xù)性方程,54,方框圖簡(jiǎn)化,55,,MS,56,57,,,58,理想放大元件,油缸與閥阻抗構(gòu)成的振蕩環(huán)節(jié),理想油缸,59,60,控制傳遞函數(shù)

13、,61,液阻、液容均可等效成機(jī)械阻尼和彈簧,液壓阻抗等效成機(jī)械阻抗,這是一個(gè)彈簧質(zhì)量振蕩系統(tǒng),62,液壓動(dòng)力元件實(shí)際上就是一個(gè)開環(huán)控制系統(tǒng)用被控位移與指令位移相比較后的誤差信號(hào)去控制液壓放大元件,就可構(gòu)成閉環(huán)位置控制系統(tǒng)。也就是說,在開環(huán)控制的基礎(chǔ)上,通過負(fù)反饋裝置—即比較元件+測(cè)量反饋元件就可以構(gòu)成閉環(huán)液壓控制系統(tǒng)。,特點(diǎn):采用機(jī)械元件作比較器的伺服系統(tǒng),第九節(jié) 機(jī)液控制系統(tǒng)建模,63,如果比較反饋元件由機(jī)械元件充當(dāng),則稱為“機(jī)液

14、伺服系統(tǒng)”,以區(qū)別于電反饋系統(tǒng)。 “機(jī)液伺服系統(tǒng)”廣泛的應(yīng)用于飛機(jī)舵面控制、火炮瞄準(zhǔn)機(jī)構(gòu)操縱、車輛轉(zhuǎn)向控制、仿形機(jī)床以及伺服變量泵等處。,機(jī)液伺服系統(tǒng):采用機(jī)械元件作比較器的伺服系統(tǒng),(杠桿比較反饋),,,- 工作原理及系統(tǒng)方框圖,例1 機(jī)液位置伺服系統(tǒng),,65,,,升力,阻力,飛機(jī)舵機(jī)液控制系統(tǒng)上應(yīng)用,66,比較反饋原理,比較杠桿,,67,手,比較元件要求:1)與指令元件相連(手)2)與被控對(duì)象相連(舵機(jī)) 3)與放大元件相連

15、(閥芯),舵機(jī)位移,被控舵機(jī),文字方框圖,,69,比較反饋以電子元件為比較器采用電反饋-轉(zhuǎn)化為電量(電壓)比較模擬伺服系統(tǒng):以運(yùn)放等器件為比較器,模擬比較方式數(shù)字伺服系統(tǒng):以計(jì)算機(jī)為比較器,數(shù)字比較方式,電液伺服系統(tǒng):采用電子元件作比較器的伺服系統(tǒng),第十節(jié) 電液控制系統(tǒng)建模,70,,放大元件,,,,電液位置控制系統(tǒng)原理圖,例2 電液仿形控制系統(tǒng),,71,抽象為雙傳感器閥控位置控制系統(tǒng),72,,73,,例3 導(dǎo)彈發(fā)射方位角控制系統(tǒng),7

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 眾賞文庫(kù)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評(píng)論

0/150

提交評(píng)論