电液伺服系统中PID控制器的设计
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韦 彬 贵 杨 达 飞 。
（ 州 职业 技 术 学 院 １ 电子 电气 工 程 系 ；． 电工 程 系 ， 西 柳 州 柳 ． ２机 广 ５５ ０ ） ４ ０６
摘
要： 结合液压传 动技术和 自动控制技术 ， 设计一种电液伺 服 系统 中的 ＰＤ控制器 。首先， 出电液伺服 系统 Ｉ 给
的总体设计原理 与框架 ， 对电液伺服 系统中的主要组成部 分进行 简要 阐述 ； 然后 详细分 析液压传 动控制 系统 中受力
１ 液 压 伺 服 系 统 总 体 设 计 ７－ ｂ案
本 文研 究 的 电液 伺 服 系统 应 用 于 机 械 加 工 中 工 件 的 定 位 控 制 ， 基 本 原 理 是 通 过 电 液 伺 服 系 统 的 自动 控 制 其
算 法 ， 算 出工 件 控 制 位 置 和 偏 差 距 离 ， 过 液 压 系 统 调 整 工 件 的 加 工 位 置 ， 到 快 速 、 精 度 的 机 械 加 工 要 求 。 计 通 达 高
情况 和 主要 参 数 之 间 的 函数 关 系 ； 后 给 出 一个 基 于 数 字 增 量 式 的 ＰＤ 控 制 算 法 流 程 ， 法 精 确 度 高 ， 制 效 果 良 最 Ｉ 算 控 好。
关键词 ： 电液伺 服； 液压 ；Ｉ 控制； ＰＤ； 流程
中 图 分 类 号 ：Ｐ ３ Ｔ １ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ： １０ ７ ２ （００）６— １２— ４ ０ ３— ０ ０ ２ １ ０ ０ ３ ０
工 件 的 加 工 位 置 的定 位 主 要 由液 压 系统 进 行 控 制 ， 压 系统 通 过 对 ２ 作 马 达 的 驱 动 ， 现 对 加 工 工 件 位 置 的 液 １ ２ 实 定 位 。 由工 作 马达 带 动 加 工 刀 具 对 工 件 进行 加 工 ， 压 伺 服 系 统 需 要 对 加 工 驱 动 位 置 和 马 达 转 速 进 行 反 馈 ， 取 液 获 工 件 加 工 时 的详 细信 息 。液 压 系统 中 的受 力 状 态 同样 需 要 进 行 受 力 反 馈 ， 以获 知 液 压 系 统 工 作 是 否 正 常 。 电 液 伺 服 系 统 通 过 液压 伺 服 阀 、 压 缸 等 液压 原 件 对 工 作 马达 驱 动 控 制 ， 液 电液 伺 服 系统 的 总 体 结 构 如 图 １所 示 。
算 负 荷 、 理 能 力 等 诸 多 因 素 。综 合 考 虑 之 后 ， 统 采 用 ＡＲ 处 系 Ｍ９系 列 处 理 器 。该 处 理 器 具 有 处 理 能 力 强 、 行 运
第２ ５卷第 ６期 ２１ ００年 １ ２月
柳
Байду номын сангаас
州
师
专
学
报
Ｖ０． ． １２５ Ｎｏ ６ Ｄｅ ． ０１ ｃ ２ ０
Ｊｕ ａ ｆＬｕ ｈ ｕＴ ａ ｈ ｒ ｏ ｅ ｅ ｏ ｒ ｌ ｉｚ ｏ ｅ ｃ ｅｓＣ ｌ ｇ ｎ ｏ ｌ
电液 伺 服 系统 中 ＰＤ控 制 器 的 设 计 Ｉ
液 压 系 统 在 机 械 传 动 方 面 有 着 十 分 重 要 的应 用 ， 其 是 其 具 有 传 动 过 程 中工 作 稳 定 、 递 功 率 负 荷 大 、 尤 传 传
动 能 量 方 向灵 活 可 控 、 节 控 制 方 便 等 等 优 势 ， 常 适 合 在 机 械 制 造 、 程 机 械 控 制 、 型 交 通 工 具 等 场 合 应 调 非 工 大 用 。如何 提高 液压 系统 的控制效 率 和精度 是研究 者 广泛关 注 的问题 。 电液 伺 服 系 统 是 液 压 自动 控 制 领 域 中 的 一 门 重 要 研 究 技 术 ， 于 其 具 有 良好 、 速 、 精 度 的 控 制 效 果 和 能 由 快 高 量 ， 该技 术一诞生 ， 应用 面就非常广泛 Ｊ 从 其 。在 机 械 、 工 、 船 、 炮 、 车 等 很 多 领 域 均 有 应 用 ， 且 取 得 了 加 轮 火 汽 并 令 人 瞩 目的 应 用 效 果 。尤 其 是 近 年 来 ， 随着 计 算 机 技 术 的 迅 猛 发 展 和 在 自动 控 制 领 域 的 应 用 ， 何 将 计 算 机 控 制 如 技 术 应 用 于 液 压 伺 服 控 制 已经 成 为 人 们 研 究 的 重 点 和 热 点 。尤 其 是 最 近 十 年 中 ， 大 功 率 、 精 度 、 速 的 自动 在 高 快
１２ ３
电液伺 服系 统 的实现环 境 主要 由相关 软件 和控 制传感 电路组 成 。具体 的控 制传感 电路主要 包 括控制 处理 器 、 电 模 块 、 字 信 号 模 拟 信 号 相 互 转 换 模 块 … 。 其 中 ， 制 处 理 器 是 整 个 系 统 的 核 心 ， 运 算 速 度 和 处 理 供 数 控 其 能 力 直 接 影 响 着 系 统 的 主 要 功 能 能 否 达 到 预 期 目标 。 因 此 ， 制 处 理 器 的选 取 必 须 充 分 考 虑 系 统 的 可 靠 性 、 控 运
图 １ 电 液伺 服 系统 总体 结 构 图
【 收稿 日期 ］０ ０—１ ０ ２１ １— ６ ［ 基金项 目］ 广西教育厅科研课题 “ 液压伺 服系统 中阀控 马达模块建模与仿真” ２０ １ Ｌ ４ ３ （０ ９ １ Ｘ ９ ） ［ 作者简介 ］ 韦彬贵 （９ ８ ） 男 ， １７ 一 ， 广西忻城人 ， 讲师 ， 研究方向 ： 工业 电气 自动化技 术 、 电一体化 ； 达飞 （９ ０一） 男 ， 机 杨 １７ ， 广西 桂平人 ， 副教授 ， 研究方向 ： 电一体化 。 机
控 制 领 域 ， 究 基 于 自动 控 制 技 术 的液 压 伺 服 系 统 取 得 了非 常 明 显 的研 究 效 果 。本 文 结 合 液 压 伺 服 系 统 的需 求 ， 研
设 计 一 种 基 于 Ｐ Ｄ算 法 的 电液 伺 服 系 统 控 制 器 ， 对 其 Ｐ Ｄ 控 制 算 法 和 电液 伺 服 系 统 控 制 方 法 进 行 分 析 。 Ｉ 并 Ｉ
（ 州 职业 技 术 学 院 １ 电子 电气 工 程 系 ；． 电工 程 系 ， 西 柳 州 柳 ． ２机 广 ５５ ０ ） ４ ０６
摘
要： 结合液压传 动技术和 自动控制技术 ， 设计一种电液伺 服 系统 中的 ＰＤ控制器 。首先， 出电液伺服 系统 Ｉ 给
的总体设计原理 与框架 ， 对电液伺服 系统中的主要组成部 分进行 简要 阐述 ； 然后 详细分 析液压传 动控制 系统 中受力
１ 液 压 伺 服 系 统 总 体 设 计 ７－ ｂ案
本 文研 究 的 电液 伺 服 系统 应 用 于 机 械 加 工 中 工 件 的 定 位 控 制 ， 基 本 原 理 是 通 过 电 液 伺 服 系 统 的 自动 控 制 其
算 法 ， 算 出工 件 控 制 位 置 和 偏 差 距 离 ， 过 液 压 系 统 调 整 工 件 的 加 工 位 置 ， 到 快 速 、 精 度 的 机 械 加 工 要 求 。 计 通 达 高
情况 和 主要 参 数 之 间 的 函数 关 系 ； 后 给 出 一个 基 于 数 字 增 量 式 的 ＰＤ 控 制 算 法 流 程 ， 法 精 确 度 高 ， 制 效 果 良 最 Ｉ 算 控 好。
关键词 ： 电液伺 服； 液压 ；Ｉ 控制； ＰＤ； 流程
中 图 分 类 号 ：Ｐ ３ Ｔ １ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ： １０ ７ ２ （００）６— １２— ４ ０ ３— ０ ０ ２ １ ０ ０ ３ ０
工 件 的 加 工 位 置 的定 位 主 要 由液 压 系统 进 行 控 制 ， 压 系统 通 过 对 ２ 作 马 达 的 驱 动 ， 现 对 加 工 工 件 位 置 的 液 １ ２ 实 定 位 。 由工 作 马达 带 动 加 工 刀 具 对 工 件 进行 加 工 ， 压 伺 服 系 统 需 要 对 加 工 驱 动 位 置 和 马 达 转 速 进 行 反 馈 ， 取 液 获 工 件 加 工 时 的详 细信 息 。液 压 系统 中 的受 力 状 态 同样 需 要 进 行 受 力 反 馈 ， 以获 知 液 压 系 统 工 作 是 否 正 常 。 电 液 伺 服 系 统 通 过 液压 伺 服 阀 、 压 缸 等 液压 原 件 对 工 作 马达 驱 动 控 制 ， 液 电液 伺 服 系统 的 总 体 结 构 如 图 １所 示 。
算 负 荷 、 理 能 力 等 诸 多 因 素 。综 合 考 虑 之 后 ， 统 采 用 ＡＲ 处 系 Ｍ９系 列 处 理 器 。该 处 理 器 具 有 处 理 能 力 强 、 行 运
第２ ５卷第 ６期 ２１ ００年 １ ２月
柳
Байду номын сангаас
州
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专
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Ｖ０． ． １２５ Ｎｏ ６ Ｄｅ ． ０１ ｃ ２ ０
Ｊｕ ａ ｆＬｕ ｈ ｕＴ ａ ｈ ｒ ｏ ｅ ｅ ｏ ｒ ｌ ｉｚ ｏ ｅ ｃ ｅｓＣ ｌ ｇ ｎ ｏ ｌ
电液 伺 服 系统 中 ＰＤ控 制 器 的 设 计 Ｉ
液 压 系 统 在 机 械 传 动 方 面 有 着 十 分 重 要 的应 用 ， 其 是 其 具 有 传 动 过 程 中工 作 稳 定 、 递 功 率 负 荷 大 、 尤 传 传
动 能 量 方 向灵 活 可 控 、 节 控 制 方 便 等 等 优 势 ， 常 适 合 在 机 械 制 造 、 程 机 械 控 制 、 型 交 通 工 具 等 场 合 应 调 非 工 大 用 。如何 提高 液压 系统 的控制效 率 和精度 是研究 者 广泛关 注 的问题 。 电液 伺 服 系 统 是 液 压 自动 控 制 领 域 中 的 一 门 重 要 研 究 技 术 ， 于 其 具 有 良好 、 速 、 精 度 的 控 制 效 果 和 能 由 快 高 量 ， 该技 术一诞生 ， 应用 面就非常广泛 Ｊ 从 其 。在 机 械 、 工 、 船 、 炮 、 车 等 很 多 领 域 均 有 应 用 ， 且 取 得 了 加 轮 火 汽 并 令 人 瞩 目的 应 用 效 果 。尤 其 是 近 年 来 ， 随着 计 算 机 技 术 的 迅 猛 发 展 和 在 自动 控 制 领 域 的 应 用 ， 何 将 计 算 机 控 制 如 技 术 应 用 于 液 压 伺 服 控 制 已经 成 为 人 们 研 究 的 重 点 和 热 点 。尤 其 是 最 近 十 年 中 ， 大 功 率 、 精 度 、 速 的 自动 在 高 快
１２ ３
电液伺 服系 统 的实现环 境 主要 由相关 软件 和控 制传感 电路组 成 。具体 的控 制传感 电路主要 包 括控制 处理 器 、 电 模 块 、 字 信 号 模 拟 信 号 相 互 转 换 模 块 … 。 其 中 ， 制 处 理 器 是 整 个 系 统 的 核 心 ， 运 算 速 度 和 处 理 供 数 控 其 能 力 直 接 影 响 着 系 统 的 主 要 功 能 能 否 达 到 预 期 目标 。 因 此 ， 制 处 理 器 的选 取 必 须 充 分 考 虑 系 统 的 可 靠 性 、 控 运
图 １ 电 液伺 服 系统 总体 结 构 图
【 收稿 日期 ］０ ０—１ ０ ２１ １— ６ ［ 基金项 目］ 广西教育厅科研课题 “ 液压伺 服系统 中阀控 马达模块建模与仿真” ２０ １ Ｌ ４ ３ （０ ９ １ Ｘ ９ ） ［ 作者简介 ］ 韦彬贵 （９ ８ ） 男 ， １７ 一 ， 广西忻城人 ， 讲师 ， 研究方向 ： 工业 电气 自动化技 术 、 电一体化 ； 达飞 （９ ０一） 男 ， 机 杨 １７ ， 广西 桂平人 ， 副教授 ， 研究方向 ： 电一体化 。 机
控 制 领 域 ， 究 基 于 自动 控 制 技 术 的液 压 伺 服 系 统 取 得 了非 常 明 显 的研 究 效 果 。本 文 结 合 液 压 伺 服 系 统 的需 求 ， 研
设 计 一 种 基 于 Ｐ Ｄ算 法 的 电液 伺 服 系 统 控 制 器 ， 对 其 Ｐ Ｄ 控 制 算 法 和 电液 伺 服 系 统 控 制 方 法 进 行 分 析 。 Ｉ 并 Ｉ