电液比例阀控缸速度控制系统的建模与仿真

HydraulicsPneumatics&Seals/No.8.2011

电液比例阀控缸速度控制系统的建模与仿真

常

钰

冯永保

710025）

（第二炮兵工程学院，陕西西安

摘

要：基于电液比例控制技术，针对位置控制系统提出了一种控制液压缸运行速度的方法，将活塞的速度控制通过离散的精确位移

来实现，建立了阀控非对称液压缸控制系统的数学模型，采用积分分离PID控制算法，利用Matlab/Simulink模块对系统进行了仿真，验证了这种方法的可行性，并且系统在低频段动态响应比较理想，控制精度能够满足一般液压控制系统的需求。关键词：速度控制；阀控非对称缸；建模；仿真中图分类号：TH137.51

文献标识码：A

中图分类号：1008-0813（2011）08-0023-05

TheModelingandSimulationofElectro-hydraulicProportional

Valve-controlledCylinderSpeedServoSystem

CHANG

FENG

Yong-bao

（TheSecondArtilleryEngineeringCollege,Xi’an710025,China）

Abstract：Basedontheelectro-hydraulicproportionalcontroltechnology,thispaperproposesamethodsofcontrollingthespeedofhydrauliccylindercontraposingthepositionservosystem，itisthatusingdiscreteprecisedisplacementrealizesthepistonspeedcontrol,establishingthemathematicmodelofthevalvecontrolledasymmetricalhydraulicspeedservosystem．thesystemweresimulatedbytheuseofSimulinkToolboxofMatlabwiththeapproachofintegralseparationPIDcontroller，Thesimulationresultsdemonstratethedynamicresponseofthemodelissatisfiedinlowerfrequencyandverifythevalidityofthemethod.

KeyWords：speedservosystem；valve-controlledasymmetricalhydrauliccylinder；modeling；simulation

引言

近年来，随着电液比例控制技术的发展，电液比例

数据采集卡组成（如图1所示）。电液比例方向阀采用华德生产的4WRA10E40直动型滑阀；比例控制器采用配套的VT-3006(30)，受控差动电压±10V，最大输出电流

方向阀凭借其成本低、抗污染能力强等优点，同时又能实现流量和方向控制，并且可以方便地实现计算机控制，因此电液比例阀在许多场合逐渐取代了伺服阀。液压系统基本调速原理是通过控制输入执行元件的流量

800mA；液压缸采用四川长江液压件厂生产的双作用单杆活塞式液压缸，活塞行程1650mm，缸径90mm，活塞

杆直径63mm；位移传感器采用德国BALLUFF公司生产的BTL5-A11-M1700，测量行程1700mm，输出模拟电压0～10V；以PXI作为数据采集和交换平台。

Q来达到调速的目的，通常采用回路流量Q作为闭环

反馈信号，但是这种控制系统受液压缸泄漏、油温和黏度变化的影响很大，在需要精确控制负载运行速度的场合精度要求得不到保证。因此本文针对位置控制系统，利用速度与位移的关系，提出了将活塞的速度控制通过离散的精确位移来实现。

系统组成及原理介绍

该液压控制系统由控制计算机、比例放大器、电液

比例方向阀、液压泵、液压缸、基座、负载、位移传感器和