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《基于PCI的多缸液壓伺服控制系統(tǒng)的設計.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、2013拄儀表技術與傳感器2013第7期InstrumentTechniqueandSensorNo．7基于PCI的多缸液壓伺服控制系統(tǒng)的設計張凱。吳愛國(天津大學電氣與自動化工程學院，天津300072)摘要：分析了多缸液壓機工藝特征要求和其控制方法，提出了基于PCI的多缸液壓伺服控制系統(tǒng)。并對系統(tǒng)相關軟硬件及其上位機監(jiān)控界面進行了詳細設計和分析?？蓪崿F(xiàn)對液壓機位置、速度和液壓缸內(nèi)壓力的實時監(jiān)測，以及對伺服閥的控制。進而實現(xiàn)了對滑塊任意速率和運行曲線的控制。該設計可為多缸液壓伺服控制系統(tǒng)設計提供較好的參考。關鍵詞：多缸液壓機；PCI；數(shù)字控制；
2、FPGA；DSP中圖分類號：TG315文獻標識碼：A文章編號：1002—1841(2013)07—0067—04DesignofControlSystemforMulti·cylinderHydraulicPressBased0nPCIZHANGKai．WUAi-gou(SchoolofElectricalEngineeringandAutomation，TianjinUniversity，Tianjin300072，China)Abstract：Themulti—cylinderhydraulicpressprocessfeaturerequ
3、irementsanditscontrolmethodwereanalyzed，themulti—cyl-inderhydraulicSCITOcontrolsystembasedonPC1wasproposed．Andthesoftware，hardwareanditsPCmonitoringinterfaceofthemulti—cylinderhydraulicpressweredesignedandanalyzedindetail．Itachievedacontrollablesliderarbitraryrateandruncurve
4、．Theresearchachievementprovidesareferenceforthedesignofthecontrolsysteminmulti—cylinderhydraulicpress．Keywords：multi—cylinderhydraulicpress；PCI；digitalcontrol；FPGA；DSP0引言經(jīng)過D／A芯片和驅動放大電路，輸出給比例伺服閥，從而達到近些年國內(nèi)國裝備制造業(yè)高速發(fā)展，液壓機作為裝備制造控制目標。多缸液壓機控制系統(tǒng)原理圖如圖1所示。業(yè)的必備設備，對其噸位和性能的要求越來越高，特別是開發(fā)大噸
5、位、高精度、高性能液壓機的需求尤為迫切?。單缸已經(jīng)不能滿足高性能液壓機對于噸位和精度的要求，多缸已經(jīng)成為必然的選擇。但多缸控制必然會存在耦合和非線性問題，傳統(tǒng)的PLC控制器很難解決這些，因此研制可控制多缸的液壓專用控制器對提高材料加工水平有著重大而深遠的現(xiàn)實意義。在以往對液壓機的研究主要側重于液壓機的結構的研究，針對液壓機的數(shù)字控制系統(tǒng)的研究較少。針對這種情況，從實際需求出發(fā)，應用成熟的數(shù)字技術，完成了基于PCI的液壓多缸伺服控制系統(tǒng)開發(fā)與設計，為多缸高性能液壓機的控制提供圖1多缸液壓機控制系統(tǒng)原理圖了可靠的控制平臺?？刂扑惴ú捎秒p閉環(huán)同步PI
6、D控制。對于每個缸設計獨1多缸液壓機控制系統(tǒng)組成立的雙閉環(huán)控制算法，外環(huán)PID控制器的入是滑塊速度與整定多缸液壓機主要包括上位機、液壓缸組、滑塊、機架、油泵后的給定速度的差值，通過PID控制律計算出給定壓差，作為組、油箱、檢測裝置和控制系統(tǒng)。當液壓機工作時，油泵將高壓內(nèi)環(huán)的給定輸入；內(nèi)環(huán)PID控制器的輸入是給定壓力與實際壓液壓油從油箱抽取進油路；液壓油經(jīng)過比例伺服閥進入液壓缸力的差值，通過PID控制律計算出閥的開度，作為被控對象的組，驅動滑塊運行?；瑝K的速度和調(diào)平控制是通過不斷的調(diào)節(jié)控制輸入。由于液壓機再運行時所受的的反抗力矩是非對稱油路中比例
7、伺服閥的開度，從而改變液壓缸的液壓油的流量來的，所以多缸的運行時會產(chǎn)生較大的同步誤差，系統(tǒng)將不能正實現(xiàn)的。常工作，無法實現(xiàn)高精度加工。為解決以上問題，采用同步補控制多缸液壓機的關鍵是多缸液壓伺服控制系統(tǒng)。首先，償?shù)姆椒▉磉M行控制，即在計算速度偏差之前先根據(jù)滑塊的位分別通過FPGA和A／D芯片將光柵尺輸出的滑塊的位置信息置信息來整定給定速度，并且以一個特定的液壓缸所對應的位(SSI格式)和壓力傳感器采集的液壓缸內(nèi)的壓力信息(電壓信置為基準位置，對于位置大于此基準位置的，將給定速度適當號)轉換為主控芯片能識別的并行二進制信息。然后主控芯片減小，對于
8、位置小于該基準位置的，將給定速度適當加大。雙根據(jù)這些信息與控制算法計算出比例伺服閥應有的開度，然后閉環(huán)同步PID控制算法框圖如圖2所示。其中基準缸的權
