电液位置伺服系统.ppt

电液位置伺服控制系统 设计方法 小组成员：林纪晓 符史来 张锁 陈振强 刘江龙 指导教师：张伟 一、系统简介 电液位置伺服系统是最基本和最常用的一种液压伺服系统。 电液伺服系统的动力元件主要包括阀控式和泵控式两种基本形式。 采用电位器作为指令装置和反馈测量装置，就可以构成直流电液位置伺服系统。 采用自整角机或旋转变压器作为质量装置和反馈测量装置，就可以构成交流电液位置伺服系统 二、系统设计 1.参数确定 工作台质量 mt 工作台做大摩擦力 Ff 最大切削力 Fc 工作台最大行程 Smax 工作台最大速度Vmax 800kg 1500N 400N 0.5m 8×10-2m/s 工作台最大加速度 amax 静态位置误差 速度误差 频带宽度 1 m/s2 ef＜±0.1mm er＜3mm f-3dB＞10HZ 2.组成控制系统原理图 由于系统的控制功率比较小、工作台行程比较大，所以采用阀控液压马达系统。系统方块原理如1图。 3.由静态计算确定动力元件参数，选择位移传感器和伺服放大器 (1)选取供油压力 (2)求取液压马达排量 设齿轮减速比 ,丝杠导程 ，则所需液压马达力矩为 取 ，则液压马达弧度排量为 液压马达每转排量为 计算出的液压马达排量需标准化。按选取的标准化值再计算负载压力 值。本例液压马达排量计算符合标准化。 (3)确定伺服阀规格 液压马达的最大转速为 所以负载流量为 此时伺服阀的压降为 考虑到泄漏等影响，将 增大15%，取 = 3.4L/min 。根据 和 ，查得额定流量为6L/min 的阀可以满足要求，该阀额定电流为 4.计算系统的动态品质 （1）确定各组成元件的传递函数，画出系统的方块图 因为负载特性没有弹性负载，因此液压马达和负载的传递函数为 伺服阀的传递函数为 位移传感器和放大器的动态特性可以忽略，其传递函数可以用它们的增益表示。 传感器增益为 放大器增益为 减速齿轮与丝杠的传递函数为 根据以上确定的传递函数，可画出机床工作台液压伺服系统的方块图 （2）绘制系统开环伯德图并根据稳定性确定开环增益 由方块图5绘制 =1时的开环伯德图 然后将图中零分贝线下移至 ，使相位欲量γ=45°,穿越频率 开环增益Kv=30dB=32 l/S 由方块图5得开环增益 =449Ka l/s 所以放大器增益为 (3)求闭环系统的频宽 系统的闭环bode图为 闭环系统的频宽为 5.计算系统的稳态误差 对于干扰来说，系统是零型的。启动和切削即不处于同一动作阶段，静摩擦干扰就不必考虑。伺服放大器的温度零漂（0.5%~1% In）,伺服阀零漂和滞环（1%~2% In ），执行元件的不灵敏区（0.5%~1% In ）。假定上述干扰之和为± 2% In ，由此引起的位置误差为 对指令输入来说，系统是I型的，最大速度vmax=8×10-2 m/s时的速度最大误差为 由上面的计算可知，所设计的系统达到的性能指标为 可以满足设计任务的要求。 三、心得体会 　　刚接到讨论课题时，我们小组五个成员都表示压力山大，大眼瞪小眼。不过话说回来，饭总得一口一口吃，我们参照书上的实例，结合从网上查得的一些内容，开始一步一步进行课题的探讨。Ｍａｔｌａｂ的应用确实是我们组的短板，所以要特别感谢对我们提供巨大帮助的刘小平、王华帅两位同学。另外，我们反复纠结于系统稳定性分析方面的问题，在咨询过张老师后才将将解决，也谢谢张老师对我们这些上课不好好听讲的孩子们的耐心讲解。以上就是我们讨论课的全部内容，水平一般，能力有限，向其他各组同学学习！ 谢谢大家！