液压机电液比例控制系统研究
毕业设计28第五章 电液比例液压控制系统控制策略研究及实验分析
第五章电液比例液压控制系统控制策略研究及实验分析图5-1 程序框图§5.1 电液比例液压控制系统的增量式PID 控制研究由第二章分析可知，Beringer 生产的电液比例液压控制系统的许多硬件参数都不能准确确定和许多不确定因素的影响，要想准确用数学模型来描述该系统的动态特性是非常困难的，因此提出利用PID 算法对系统进行控制。
由于PID 控制器不需要知道控制对象的具体传递函数，算法简单、易于调节等优点，在工业控制中得到了广泛应用。
在前一章分析电液比例液压控制系统的动态模型时，对系统模型的PID 控制的仿真结果表明，由于本系统具有较好的开环稳定性，而系统的变化较为平缓，所以应用PID 控制算法就可能获得较好的输出。
在本文的实验中，利用增量式PID 控制算法，对系统在不同的温度、压力等工作条件下的运行进行了实验研究，大量实验表明该算法的有效性。
在实验中采用了增量式的PID 控制算法。
其控制系统原理框图如图5-2所示：PID 控制器是一种线性控制器，它根据给定值r (t) 与实际输出值c (t)构成控制偏差：)15()()()(--=t t t c r e其控制规律：)25(1)()()(-⎥⎦⎤⎢⎣⎡++=⎰tD t I t P t dt dt T dt e T e K u式中 K P ： 比例系数；T I ： 积分时间常数；T D ： 微分时间常数。
简单说来，PID 控制器各校正环节的作用如下：1．比例环节：即时成比例地反映控制系统的偏差信号 e (t)，偏差一旦产生，图5-2 控制系统原理框图控制器立即产生控制作用，以减少偏差。
增大比例系数可加快系统响应，有利于减小静差，但会是系统有较大的超调，产生振荡，稳定性变坏。
2．积分环节：主要用于消除静差，提高系统的无差度。
积分作用的强弱取决于积分时间常数T I ，T I 越大，积分作用越弱，可使超调和振荡下降，但消除系统静差也减慢。
3．微分环节：能反映偏差信号的变化趋势（变化速率），并能在偏差信号值变得太大之前，在系统中引入一个有效的早期修正信号，从而加快系统的动作速度，减少调节时间。
电液比例阀的设计与实验研究
电液比例阀的设计与实验研究
一、引言
随着液压系统技术的发展，电液比例阀的应用越来越广泛，它在高精
度液压系统中起到重要的作用。
电液比例阀是一种能够实现电控制的液压阀，它在自动化操作中可以实现高精度的控制，从而提高了自动化系统的
整体性能。
本文将介绍电液比例阀的设计和实验研究，总结电液比例阀的
应用特点，以及电液比例阀的优缺点。
二、电液比例阀的设计原理
电液比例阀是一种智能控制的液压阀，它的设计基本上与其他液压阀
一样，它也分为阀内部和阀外部两大部分。
电液比例阀的阀内部包括阀体、活塞、活塞杆、活塞杆定位器和活塞密封垫等零件，这些部件组成了电液
比例阀的核心部分；阀外部则由连接管路、电控装置、指示仪表等组成。
电液比例阀的工作原理是：利用电控装置将控制信号转换为有效的液压信号，通过操作活塞控制液压介质的流量大小和方向，实现液压设备的控制
操作。
一般来说，电液比例阀的阀芯结构有金属丝活塞阀、活塞杆阀、隔膜
阀和回路阀等常见类型。
风力发电机组液压比例控制系统的研究
风力发电机组液压比例控制系统的研究
随着风力发电技术日趋成熟,人们越来越重视对风能的利用。
介于风能的开采成本低、污染小和较低的维护率等优点,风力发电已逐渐成为我国电能供应的重要支柱。
本文主要的研究内容是通过液压比例系统控制变桨机构、偏航机构及刹车机构。
变桨机构可快速响应自然风大小的变化,从而使风能的转化率更加高效;偏航机构可快速响应自然风风向的变化,从而保证机组在较低风速时精确对准风向,在极端风况下快速降低载荷,提高机组的安全性,增加机组的使用寿命。
本课题的主要研究内容可分为以下几个部分:1.结合风力发电技术的发展过程和应用优势,提出课题的研究意义;简要概述风机机组的几个基本组成部件和工作特性,分析对比了变桨风机和定桨风机的优缺利弊;通过应用空气动力学和贝茨理论推导出风机的风能利用系数。
2.研究偏航控制理论在风机中的具体应用策略,如果偏航机构过于频繁的跟随风向变化,会影响偏航机构的使用寿命,而且很容易产生高频振动;如果偏航机构动作的滞后量过大,很难及时有效地将机舱与风向保持一致,影响风能利用效率。
因此,当自然风风向的变化在容许误差区域内时,偏航系统不参与调节工作。
当自然风风向的变化超出容许误差区域时,偏航机构开始工作,使机舱重新对准风向。
3.设计了风机的液压系统,详细描述了系统在不同工况下的工作模式,再应用建模仿真技术对控制系统进行仿真和检验,确保系统的各项动态指标符合实际要求;最后通过PID控制模型进一步优化系统的快速性、精确性和稳定性。
液压机电液比例控制系统研究
（ｃｏｌｆ ｕｏ ｔｎＳｉ ｃ ａｄ ｌｃ ｉ ｌ ｎｉｅｒ ｇＢ ｉ ｎ ｎｖｒｉ ， ｅｉｇ １０ ９， ｈｎ ） Ｓｈ ｏｏＡ ｔ ｉ ｃ ｎ ｅ ｎ Ｅ ｅｔｃ Ｅ ｇｎｅｉ ， ｅ ａｇＵ ｉ ｓｙ Ｂ ｉｎ ，０ １ １Ｃ ｉａ ｍａ ｏ ｅ ｒａ ｎ ｈ ｅ ｔ ｊ
［ ｓ ａ ｔ Ｈｙ ｒｕｉ ｍａｈｎ ｉ ｔ ｒｄ ｃ ｏ ｑ ｉ ｎ，ｔ ｓ ｓｄｔ ｕ ｐｅｓ ｘ ｌｓ ｅｆｒ ｎ ｉｐｏｅｔＩ ｒｅ Ａｂｔ ｃ］ ｄａｌ ｃ ｉｅｉａｐｌ ｏ ｕ ｔ ｎｅｕｐ ｔｉｉ ｕｅ ｓｐ ｒｓ ｐｏｉ ｏｍｉｇｉ ｔ ｓ ｒｊｃ．ｎｏｄｒｔ ｒ ｃ ｓ ｏｐ ｉ ｍｅ ｏ ｅ ｖ ｎｈ ｏ
ｓｅｄ ｏ ｔ ｌ ｄｄｓｌｃｍｅｔ ｏ ｔ ｌｎｔｅａｊｓ ｎ ｒｃｓ．ｎｔｅｓｓ ｍ， ｌｓｏ ｉ ｈ ｄａ ｌ ｙｉｄｒｓ ｓｄａ ｃ ａ ｒｅｅｔ ． ｐｅ ｎ ｏ ａ ｉ ａｅ ｎ ｃｎ ｏ ｕｔ ｔ ｏ ｅｓＩ ｔ ａｔ ｅｃｐｃ ｙ ｕｉ ｃ ｌ ｅ ｅ ａｔ ｔ ，ｌｃ ｏ ｃ ｒ ｎ ｐ ｒ ｉ ｈ ｄ ｍｅ ｐ ｈ ｙｅ ｅ ｒ ｃ ｎ ｉｕ ｓ ｕｏ ｒ
ｉ ｒ ｖ ｈ ｕ ｌ ｙ ｏ ｌ ｉ ｇ ｐ ｏ ｕ ｔ， ｔ ｅ ｕ ｒ ｈ ｔ ｈ ｏ ｄ ｎ ｏ ｃ ， ｉ ｌ ｃ ｍ ｅ ｔａ ｄ ｓ ｅ ｄ ｃ ｎ ｂ ｏ ｔｏ ｌｄ ａ ｄ ｍｅ ｓ ｒ ｄ Ｎｏ ｍｐ ｏ ｅ ｔ ｅ ｑ ａｉ ｆｍｏ ｄ ｎ ｒ ｄ ｃ ｓ ｉ ｒ ｑ ｉｓｔ ａ ｅ ｌ ａ ｉ ｇ ｆ ｒ ｅ ｄ ｓ ａ ｅ ｎ ｎ ｐ ｅ ａ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌ ｎ ａ ｕ ｅ ； ｔ ｔ ｔ ｐ ｅ ｏ ｌ ｏｍａ ｎ ａｎ ａ ｃ ｎ ｔ ｔ ｏ ｄ ｆ ｒ ｅ ｂ ｔ ｌｏ ｔ ｉ ｔ ｉ ｏ ｓａ ｔ ｐ ｅ ｆｌ ａ ｉｐ ａ ｅ ｎ ； ｄ ｔ ｅ ｌ ａ ｒ ｃ ｓｏ ｈ ｕ ｄ ａ ｈ ｅ ｅ ａ ｎ ｙ ｔ ｉ ｔ ｉ ｏ ｓａ ａ ｏ ｃ ． ｕ ｓ ｍａ ｎ ａｎ ａ ｃ ｎ ｔ ｅ ｄ ｏ ｄ ｄ ｓ ｌｃ ｍｅ ｔ Ａｎ ｄ ｐ ｅ ｉｉ ｎ ｓ ｏ ｌ ｃ ｉｖ ｎ ｌ ａ ｏ ｎ ｓ ｏ ｈ ｏ ｔ ｓ－ ｃ ｉ ｅ １ｖ １ Ｉ ｈ ｓＰ ｐ ｒ ｅｅ ｔｏ ｈ ｄ ａ ｌ ｒ ｐ ｒｉ ｎ ｌｔｃ ｎ ｌｇ Ｓａ ｏ ｔ ｏ ｒ ａ ｉｅ ｔ ｅｃ ｎ ｔｎ ｏ ｄ ｆ ｒ ｅｃ ｎ ｒ ｌ ｔ ｅ ｃ ｎ ｔｎ ｅｔ ｍａ ｈ ｎ ｅ ｅ ． ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ， ｌｃｒ ． ｙ ｒ ｕ ｉ ｐ ｏ ｏ ｔｏ ａ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｉ ｄ ｐ ｅ ｌ ｏ ｓ ｔ ａ ｏ ｃ ｏ ｔｏ ， ｈ ｏ ｓ ｔ ｃ ｔ ｚ ｈ ａ ｌ ａ
电液比例位置控制系统的研究
机床与液压
ＭＡＣＨＩ ＮＥ Ｔ ０ＯＬ ＆ ＨＹＤＲＡＵＬ Ｉ Ｃ Ｓ
Ａｐ ｒ ． ２ ０１ ３
Ｖｏ １ ． ４ １ Ｎｏ ． ７
Ｄ ＯＩ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ １—３ ８ ８ １ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ７ ． ０ １ １
随着计算 机技 术和 工业 技术 的普 及 ，电液 比例
技术得 到 迅 速发 展 。 与 电液 伺 服 控 制 技 术 的高 成
本 、高 维护 、高 能耗相 比 ，电液 比例 技术 是一 种廉 价 、节 能 、维护 方便 、适 应 大功 率控 制及 具有 一定 控制精 度 的控制 技术 ，因而更 适 用 于工程 机械 等工 业场合 … 。由于 电液 比例 位置 控制 系统 的变流量 死 区特性 ，线性 Ｐ Ｉ Ｄ控 制器难 于协 调快 速性 和稳 定性
电液 比例 位 置控 制 系统 的研 究
董建 园，曹旭妍 ， 魏 培 ，施 玉艳
１ ０ ０ ５ ５ ） （ 西安 建 筑科 技 大 学 ， 陕 西 西 安 ７
摘要 ：电液 比例位置控制系统是 非线性 、时变性严重 的一种系统 ，且具有 变流量死 区、变 流量增益 的特性 。单 纯采用 线性 Ｐ Ｉ Ｄ控制器难于协调快速性 和稳 定性 之间的矛盾 。基 于 Ｌ ａ ｂ Ｖ Ｉ Ｅ Ｗ 平 台，针 对电液 比例 位置 系统具有死 区非线性 的特
ＤＯＮ Ｇ Ｊ ｉ ａ ｎ ｙ ｕ ａ ｎ， Ｃ ＡＯ Ｘｕ ｙ ａ ｎ ，ＷＥ Ｉ Ｐ ｅ ｉ ，Ｓ ＨＩ Ｙｕ ｙ ａ ｎ
（ Ｘ ｉ ’ ａ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ａ ｒ ｃ ｈ ｉ ｔ ｅ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ，Ｘ ｉ ’ ａ ｎ Ｓ ｈ ａ ａ ｎ ｘ ｉ ７ １ ０ ０ ５ ５ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
电液比例控制系统分析与设计
电液比例控制系统分析与设计1.输入信号接收与处理：电液比例控制系统通常采用模拟输入信号，如电压、电流等。
因此，需要设计电路对输入信号进行放大、滤波和隔离等处理，以满足系统的要求。
2.控制逻辑设计：根据实际应用需求，设计相应的控制逻辑。
常见的控制方式有PID控制、模糊控制等。
根据被控对象的特性和要求，选择合适的控制方式，并进行调参及优化。
3.输出信号处理：将控制逻辑输出信号转换为适合驱动液压元件的信号形式。
通常采用A/D转换器将模拟信号转换为数字信号，并输出给液压部分。
1.液压能量转换与控制：液压部分负责将电气信号转换为液压能量，并控制液压元件的工作状态。
常见的液压元件有液压泵、液压缸、液控单元等。
通过液压阀的开关控制，来实现液压能量的转换和流动的控制。
2.液压系统参数设计：根据系统需求，确定液压泵的最大工作压力、液压缸的位移要求、流量要求等。
根据这些要求，选用合适的液压元件，并进行相应的参数设计与计算。
3.液压系统的安全性与稳定性：液压系统工作中容易产生高压、高温等危险因素，因此需要对液压系统进行安全性设计。
同时，为了保证系统的稳定性，需要对液压阀的开关速度、压力等进行合理控制。
1.机械传动装置设计：根据实际运动要求，设计机械传动装置，包括连接方式、传动比、轴承选型等，以满足系统对力、速度和位置的要求。
2.机械结构设计：根据机械运动要求，设计相应的机械结构，包括液压缸的安装方式、支撑结构设计等，以保证机械执行部分的可靠性和稳定性。
3.机械部件的选用与配合设计：根据实际负载和工作条件，选用合适的机械部件，并进行合理的配合设计，以确保机械执行部分的准确性和稳定性。
总结：电液比例控制系统的分析与设计是一个复杂而庞大的工程。
需要考虑多个方面的因素，如控制逻辑设计、液压部分的能量转换和控制、机械执行部分的设计等。
只有综合考虑这些因素，才能设计出稳定、高效的电液比例控制系统。
电液比例控制系统
控制方式 闭环控制: 带有反馈信号
恒值系统: 系统输入信号保持常值，与时间等其它因素无关
输入信号形式
ห้องสมุดไป่ตู้
随动系统: 系统输入信号随时间任意变化，输出量跟踪参考输入量
功率调节元件
阀控系统: 节流具有流量损失，结构简单，响应较快但效率较低 泵控系统: 系统效率高，发热量小，刚度好，用于较大功率的场合
电液比例电磁阀的分类
◆ 比例压力阀
直动式比例溢流阀
先导式比例溢流阀
1-比例电磁铁；2-弹簧；3-阀芯；4-阀座； 5-调零螺塞；6-阀体
➢ 内部带有位置电反馈的双弹簧结构, 用 比例电磁铁作为调节组件。
1-位移传感器；2-行程控制型比例电磁铁；3-阀体；4-弹簧；5-锥阀芯； 6-阀座；7-主阀芯；8-节流螺塞；9-主阀弹簧；10-主阀座（阀套）
— 组成
◈ 液压执行元件。液压执行元件是液压系统的转换装置,把液压能转换为机械 能驱动负载实现直线或回转运动。主要包括液压缸和液压马达。
◈ 检测元件。根据系统需要,检测元件对被控量或中间变量进行检测获得其数 值作为系统的反馈信号。检测元件有加速度传感器、位移传感器、压力传感器等。
电液比例控制系统的分类
电液比例控制系统的研究与发展
I
发展现状
Ⅱ
电液比例控制系统的组成
Ⅲ
电液比例控制系统的分类
Ⅳ
电液比例控制系统发展趋势
电液比例控制系统的发展
电液比例控制系统的组成
◈ 指令元件 ◈ 比较元件 ◈ 比例放大器 ◈ 电机转换器 ◈ 液压放大器 ◈ 液压执行元件 ◈ 检测元件
— 组成
◈ 指令元件。系统的控制信号的产生与输入元件,是信号发生装置或过程控制器。 ◈ 比较元件。把输入信号与反馈信号做比较,得到偏差信号作为控制器的输入量。比较元件进行比较的信号要同类型的信号。 ◈ 比例放大器。比例阀内电磁铁需要的控制电流较大,而偏差信号电流较小不能满足控制要求,所以需要采用比例放大器进行功率放大,使其达到电-机转 换装置的控制要求。
电液比例控制技术在全液压铁路起重机液压系统中的应用研究
第23卷第4期 齐 齐 哈 尔 大 学 学 报 Vol.23,No.4 2007年7月 Journal of Qiqihar University July,2007电液比例控制技术在全液压铁路起重机液压系统中的应用研究罗欣1，2，李晓峰1（1. 大连交通大学机械工程学院，辽宁 大连 116028；2. 铁道部驻齐齐哈尔铁路车辆（集团）有限责任公司机车验收室，黑龙江 齐齐哈尔 161002）摘要: 针对NS-1601型全液压铁路起重机液压系统目前应用技术现状，从调速控制、马达与制动器动作协调控制两个主要方面论述采用电液比例控制技术的优势。
关键词: 铁路起重机；液压系统；电液比例控制技术中图分类号：TH137；TP271+.31文献标识码：A 文章编号：1007-984X(2007)04-0069-03国内大吨位铁路起重机主要用于铁路线上机车车辆颠覆、脱轨等事故的救援工作，尤其以齐车公司的NS-1601型、武汉桥梁厂的NS-1602型为代表的160t全液压伸缩臂式铁路起重机（以下称铁路起重机），是当前国内的主型大吨位救援用铁路起重机。
目前，国外先进的铁路起重机，包括铁道部最近从德国KIROW 公司引进的NS-1600型起重机，已将电液比例控制技术应用到其液压系统中。
但上述国内两主型产品因原机自动化程度较低、应用经验少等客观原因尚未采用该技术。
本文将以NS-1601型铁路起重机的液压系统为例，结合其当前采用的控制方式，在调速控制、马达与制动器动作协调控制两个主要方面与电液比例控制方式的工作原理及特点进行分析比较，阐述国产铁路起重机采用电液比例控制技术的优越性。
从而为相 关技术人员提供创新思路，使我国铁路起重机产品的设计制造水平得到提高。
1 起重机液压系统的调速控制压泵与定量马达、液压油缸等组成的开式循环系统。
而具体执行元件的速度控制则由操作手柄下的先导阀的开度大小来控制供给液控换向阀的控制油压力大小，从而控制换向阀的开口量使流量控制得以实现，图1为其工作原理。
压力机电液比例位置控制系统的开题报告
压力机电液比例位置控制系统的开题报告一、研究背景压力机是制造行业中的一种重要设备，广泛应用于机械加工、塑料加工、轻纺、电子、汽车、模具等领域。
压力机的性能对产品的质量和工效有着非常重要的影响。
目前，压力机的控制系统主要有四种类型：机械控制、液压控制、电子控制和电液比例控制。
在这四种控制系统中，电液比例控制系统因其具有快速、稳定、精确等优点，在工业领域得到了广泛应用。
电液比例位置控制系统是一种以电液比例阀控制油路压力和流量控制，实现位置和运动控制的系统。
电液比例阀和感应敏感器共同构成一个控制回路，实现压力机的位置和运动控制，反馈控制使得压力机的推力和回程力在特定的时间内保持稳定，从而保证压力机的稳定工作。
目前，随着科技的进步和工业需求的日益增长，如何进一步提高电液比例位置控制系统的精度和稳定性成为了当前需要研究的问题。
二、研究目的本文旨在研究电液比例位置控制系统的设计和优化，研究系统参数的选择、控制算法的设计等方面，以实现精度和稳定性的提高。
主要研究内容包括：1. 电液比例位置控制系统的分析和设计，包括系统结构和参数的选择。
2. 控制算法的设计和优化，包括传统的PID控制、模糊控制和神经网络控制等。
3. 电液比例位置控制系统的仿真和实验验证，评估优化后的控制系统的性能表现。
三、研究内容及方法（一）电液比例位置控制系统的设计电液比例控制系统主要由电液比例阀、感应敏感器、负载传感器、超声波位移传感器、液压缸、油泵等组成。
根据系统的控制要求和性能指标，选取合适的硬件设备来实现系统的控制功能。
（二）控制算法的设计和优化本研究将采用传统的PID控制、模糊控制和神经网络控制三种算法进行设计和优化。
首先，分别从理论上分析这三种控制算法的优缺点，然后根据实际控制要求和性能指标进行选择和优化，最终确定最适合该控制系统的算法。
（三）电液比例位置控制系统的仿真和实验验证采用实验仿真平台进行仿真验证，仿真过程中，建立电液比例位置控制系统的数学模型，根据控制算法进行系统仿真，评估不同算法在该控制系统中的性能表现。
轴向柱塞液压泵的电液比例控制变量机构的研究
轴向柱塞液压泵的电液比例控制变量机构的研究摘要：近年来，我国的工业化进程有了很大进展，液压传动技术的应用也越来越广泛。
文章中作者根据自身的工作经历简要论述了轴向柱塞液压泵的电液比例控制的变量机构，阐述了它的组成及工作原理,说明了它是一个闭环位置控制系统；它由电子放大器、二位二通电液比例阀、差动活塞、减压阀和位移传感器等构成，该系统的输入量是输入给比例阀的电信号，输出量是差动活塞的行程位移，差动活塞的行程与输给比例阀的电信号成比例的变化，由于液压泵排量是与差动活塞的行程成比例的，因此液压泵的排量就与输入给比例阀的电信号成比例，具有广泛的应用前景。
关键词：电液比例控制；变量机构；静态特性；动态特性；容积式传动引言在变量柱塞泵中，斜盘式轴向变量柱塞泵具有优良的静、动态特性，能较好地与各种控制方式结合，又因其结构紧凑、压力高、重量轻、功率大、容积效率高、变量机构布置方便和寿命长等优点，广泛应用于工程机械的液压系统中。
本文以位移-电反馈闭环双向电液比例变排量轴向柱塞泵为研究对象，分析了排量控制过程中最大的扰动-斜盘的变量阻力矩和影响控制特性的主要决定参数变量缸的控制压力和变量活塞直径，提出了两者合理的匹配。
研究结果为变量机构的设计研发和优化改进提供了理论基础和试验依据，应用于轴向变量柱塞泵实际生产开发，具有重要的工程价值。
1电液比例泵变量机构的工作原理电液比例泵的变量机构是使比例泵的排量随输入电信号成比例变化的，而本文是针对一种新形式的具有位移电反馈的变量机构做理论和试验研究。
图1为变量机构的系统示意图。
它是一个带电位移传感器的位移控制系统，由减压阀、差动活塞、变量斜盘、阻尼孔、反馈连杆、位移动传感器、二位二通电液比例阀（单边阀）、电子放大器等组成。
该变量机构为“单边滑阀控制差动活塞系统”；图2表示了其工作原理的方框图。
图2中：Vr-给定电信号，Vf-反馈电信号，Xv-比例阀开口量，Xp-差动活塞位移量，qp-比例泵的排量。
电液比例速度控制系统的设计及特性研究
电液比例速度控制系统的设计及特性研究【摘要】作为工业自动化领域的一项关键性技术，流体传动及控制技术同时在机电一体化技术中占据着重要地位，此技术一大极具发展前景的分支就是电液比例控制技术，本文将对电液比例速度控制系统设计及特性进行分析和阐述。
【关键词】电液比例速度控制系统;设计;流体传动及控制技术0.引言随着工业自动化进程的推进，流体传动及控制技术取得相应发展，并逐渐成为机电一体化技术的重要组成部分，其中一项极具发展前景的分支就是电液比例控制技术。
当前利用电液比例阀组建闭环控制系统还处于初期探索阶段，相关的设计理论有待进一步完善，对电液比例速度控制系统进行研究具有重要的理论及实践意义。
流体传动及控制技术已经成为工业自动化的重要技术，是机电一体化技术的核心组成之一。
而电液比例控制是该门技术中最具生命力的一个分支。
比例元件对介质清洁度要求不高，价廉，所提供的静、动态响应能够满足大部分工业领域的使用要求，在某些方面已经毫不逊色于伺服阀。
比例控制技术具有广阔的工业应用前景。
但，目前在实际工程应用中使用电液比例阀构建闭环控制系统的还不多，其设计理论不够完善，有待进一步的探索，因此，对这种比例闭环控制系统的研究有重要的理论价值和实践意义。
本论文以铜电解阳极自动生产线中的主要设备——铣耳机作为研究对象，在分析铣耳机组各构成部件的基础上，首先重点分析了铣耳机的关键零件——铣刀的几何参数、结构及切削性能，并进行了实验。
1.电液比例速度控制系统设计及特性分析本文主要以液压机电液比例速度控制系统为研究对象。
所谓液压机，即借助液体压力实现能量的传递，进而完成相关压力加工工艺的机床。
随着技术的不断进步以及一系列新工艺的相继问世，液压机在金属及非金属成形方面得到广泛应用。
压制速度是液压机的一项关键性参数，压制速度控制方式及精度是对液压机做出评判的关键指标，对产品质量以及效率具有重要影响。
以相关技术参数及液压机制动动作顺序作为电液比例速度控制系统设计的主要依据。
电液比例的原理及应用论文
电液比例的原理及应用1. 引言电液比例技术是指利用电信号控制液压执行元件的工作，通过调整电压来改变液压工作室的工作效果，从而实现对液压系统的精确控制。
这种技术由于其高精度、快速响应和可编程性等特点，在各个领域有着广泛的应用。
本文将介绍电液比例技术的基本原理，以及它在工业自动化、机械运动控制和航空航天等领域的应用。
2. 电液比例的基本原理电液比例技术是通过电液比例阀来实现的。
电液比例阀是一种特殊的液压调节阀，它可以根据输入的电压信号来调节液压元件的工作状态。
具体来说，电液比例阀通过改变液压油的流通面积来实现液压元件的运动控制。
在电液比例阀中，通过一个电磁线圈来控制阀芯的位置，从而改变内部通道的开启和关闭程度，进而改变液压油的流通量。
3. 电液比例在工业自动化中的应用电液比例技术在工业自动化领域有着广泛的应用。
它可以用于控制各种液压元件，如液压缸、液压马达等，实现对工业设备的精确控制。
同时，电液比例技术还可以配合传感器和自动控制系统，实现对工业过程参数的实时监测和自动调节。
这种技术不仅提高了生产效率，还提高了产品质量。
在工业自动化中，电液比例技术可以应用于以下方面： - 机床自动控制：通过电液比例技术可以实现机床的自动控制，提高加工精度和生产效率。
- 输送线控制：电液比例技术可以应用于输送线的自动控制，实现对物料的精确输送。
- 机械臂控制：电液比例技术可以用于机械臂的控制，实现对工件的精确抓取和放置。
- 液压振动控制：电液比例技术可以应用于液压振动控制系统，实现对振动频率和振幅的精确控制。
4. 电液比例在机械运动控制中的应用电液比例技术在机械运动控制领域也有着广泛的应用。
在机械运动控制中，通过电液比例技术可以实现对机械传动系统的精确控制，提高机械运动的精度和稳定性。
同时，电液比例技术还可以实现对机械运动过程中的速度、位置和力的控制。
在机械运动控制中，电液比例技术可以应用于以下方面：- 机械传动系统控制：通过电液比例技术可以实现机械传动系统的精确控制，提高运动的精度和平稳性。
液压伺服与比例控制系统课件-电液力控制系统
6.5 电液力控制系统
图6-35 力控制系统方块图 图6-36 电液位置伺服系统方块图
当满足
6.5 电液力控制系统
则传递函数可近似写成： 简化方块图：
图6-37 简化方块图
6.5 电液力控制系统
简化传递函数： 负载固有频率：
刚度与负载质量形成的固有频率：
加滞后校正 、速度与加速度校正 、压力反馈和动压反馈校正的主要 目的是什么？
思考题
8. 电液速度控制系统为什么一定要加校正 ，加滞后校正和加积分校正 有什么不同？
9. 在力控制系统中负载刚度对系统特性有何影响?影响了哪些参数? 10.力控制系统和位置控制系统对伺服阀的要求有什么不同？为什么?
6.5 电液力控制系统
以力为被调量的液压伺服控制系统称为液压力控制系统。 在工程实际中 ， 力控制系统应用的很多 ， 如材料试验机 、结构 疲劳试验机 、轧机张力控制系统 、车轮刹车装置等都采用电液力控
制系统。
一 、 系统组成及工作原理
系统主要由伺服放大器 、 电液伺服阀 、液压缸和力传感器等组成。 当指今装置发出的指令电压信号作用于系统时 ， 液压缸便有输出力。 该力由力传感器检测转换为反馈电压信号与指令电压信号相比较 ， 得 出偏差电压信号 。然后经伺服放大器放大后输入到伺服阀产生负载压 差作用于液压缸活塞上 ， 使输出力向减小误差的方向变化 ， 直至输出 力等于指令信号所规定的值为止。
6.5 电液力控制系统
图6-34 电液力控制控制系统原理图
6.5 电液力控制系统 二、 基本方程与开环传递函数
力传感器传递函数： 放大器传递函数： 伺服阀传递函数： 阀控液压缸的三大基本方程：
F g=APPL=(MS2+BS+K)XP
基于电液比例的液压机压力闭环控制研究的开题报告
基于电液比例的液压机压力闭环控制研究的开题报告一、选题背景液压机在工业生产中起着非常重要的作用，涉及到许多领域，如金属加工、汽车、航空航天等。
其中，压力控制是液压机中最基本也是最关键的一项控制，对于液压机的性能、质量和安全性起着决定性的作用。
因此，基于电液比例的液压机压力闭环控制的研究具有重要的实际意义和科研价值。
二、选题意义目前液压机压力控制主要采用传统的机械控制和电控控制，这种控制方式容易受到机械元件的磨损和故障的影响，导致控制精度和稳定性不高。
而基于电液比例的控制具有响应速度快、稳定性好、控制精度高等优点，在工业生产中得到了广泛应用。
三、研究内容本研究将研究基于电液比例的液压机压力闭环控制方法。
具体研究内容包括以下几个方面：1. 分析压力闭环控制的原理和控制策略。
2. 研究电液比例控制系统的组成和工作原理。
3. 基于MATLAB/Simulink建立液压机压力控制系统的数学模型。
4. 设计电液比例控制系统的控制策略和控制算法。
5. 进行控制系统仿真和实验验证，评价控制系统性能和优化控制参数。
四、研究方法本研究将采取文献研究、数学建模、仿真分析以及实验验证等方法，建立电液比例控制系统数学模型，并通过仿真和实验验证，评价控制系统的性能和优化控制参数。
五、预期成果1. 建立基于电液比例的液压机压力闭环控制系统的数学模型。
2. 设计电液比例控制系统的控制策略和控制算法。
3. 进行控制系统仿真和实验验证，评价控制系统性能和优化控制参数。
六、研究进度安排本研究计划如下：第1-2个月：阅读文献，了解液压机压力控制的基本原理和技术。
第3-4个月：研究电液比例控制系统的组成和工作原理，建立液压机压力控制系统的数学模型。
第5-6个月：设计电液比例控制系统的控制策略和控制算法，进行控制系统仿真设计。
第7-8个月：实验室实验测试，评价控制系统性能和优化控制参数。
第9-10个月：完成毕业设计论文的撰写及相关答辩准备。
基于电液比例阀控液压马达系统的模糊PID恒速控制
基于电液比例阀控液压马达系统的模糊PID恒速控制本文从网络收集而来，上传到平台为了帮到更多的人，如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载本文档（有偿下载），另外祝您生活愉快，工作顺利，万事如意！电液比例控制系统是用电液比例阀作电液转换及控制元件，用液压执行元件作驱动装置，对位置、速度、力(或压力)等机械量进行控制的系统。
电液比例阀是介于普通液压阀和电液伺服阀之间的一种液压阀，它可以接受电信号的指令，连续成比例地控制系统的压力、流量等参数，使之与输入信号成比例地变化，它将电气部分和液压部分连接起来，实现电液信号的转换和放大，具有快速的动态响应和良好的静态特性。
常规的PID 控制器往往参数整定不良性能欠佳，而且难于协调快速性和稳定性之间的矛盾，在具有参数变化和外干扰的情况下，其鲁棒性也不够好。
在这种情况下考虑模糊控制不依赖被控对象精确的数学模型，其响应快、鲁棒性好，故考虑采用模糊控制与PID 控制相结合。
为此，采用具有一定自适应能力的控制策略—参数自整定的模糊PID 来实现液压马达(以下简称马达)的恒速控制。
1电液比例阀控马达系统工作原理试验台上电液比例阀控马达系统由阀控马达液压系统及相关的电气系统组成。
其中液压系统主要由电液比例方向阀、液压马达、模拟负载三部分。
电气系统包括与液压系统相对应的比例放大器等控制元件。
电液比例阀控马达系统原理图。
阀控马达系统中，随着定量马达外负载的不断变化，马达的输出转矩随之发生变化，马达的转速也会发生变化，要想实现马达的恒速控制，就需要在泵排量一定的情况下，不断调整电液比例方向阀阀芯开口的大小来改变系统的流量。
2系统速度控制原理及数学模型系统速度控制原理本文研究的电液比例阀控马达系统，系统输入的电压指令Ur 与输出速度Uf 之间的速度偏差Ue 通过比例放大器放大，经电液比例方向阀转换并输出液压能，带动液压马达旋转，从而驱动负载向着消除速度偏差的方向偏转。
当转速传感器的速度信号与输入指令一致时，始终按输入电压指令给定的规律变化。
基于PLC的电液比例控制系统的研究的开题报告
基于PLC的电液比例控制系统的研究的开题报告一、选题背景电液比例控制系统是一种广泛应用于工业自动化控制领域的技术。
在众多的工业生产中，液压系统起到了举足轻重的作用。
电液比例控制系统是一种基于液压传动原理，通过电控技术，实现对液压系统的精准控制。
它具有响应速度快、精度高、稳定性好等优点，因此得到了广泛应用和发展。
PLC（可编程逻辑控制器）是一种用于工业自动化领域的控制器，它具有高度的可编程性和灵活性，可以针对不同的应用场景进行编程设计，以实现对控制系统的智能化管理。
因此，结合PLC技术和电液比例控制技术，可以实现对电液比例控制系统的精准控制，提高生产效率和质量。
二、研究目的和意义本研究旨在探究PLC技术在电液比例控制系统中的应用，研究PLC在电液比例控制系统中的控制策略，实现对电液比例控制系统的精准控制，提高电液比例控制系统的控制性能和工作效率。
研究意义：1. 改善传统的液压系统控制模式，提高控制精度和稳定性2. 为工业自动化领域的发展提供有益的探索和尝试三、研究内容和方法本研究将着重研究PLC技术在电液比例控制系统中的应用。
具体内容包括：1. 研究液压系统原理和电液比例控制技术2. 设计电液比例控制系统的控制方案3. 确定PLC在电液比例控制系统中的控制策略4. 设计PLC程序并进行调试实验研究方法：1. 文献调研法：通过查阅相关的文献资料，了解液压系统和电液比例控制系统的原理和应用，了解PLC技术在控制系统集成中的应用现状和实践方法。
2. 实验方法：采用实验方法验证PLC技术在电液比例控制系统中的可行性，并优化控制策略，得到优秀的控制效果。
四、预期结果本研究通过对PLC技术在电液比例控制系统中的应用研究，预计可以实现对电液比例控制系统的精细控制，优化系统性能，提高生产效率和产品质量。
五、存在的问题1. 液压传动原理复杂，结构繁琐，难以实现控制精度高的要求。
2. PLC编程过程繁琐，难度大。
3. 实验条件和测试数据量不足。
液压车床电液控制系统研究
液压车床电液控制系统研究绪论在当今的机械加工过程中，传统的液压车床已经越来越无法满足人们的要求，传统的液压车床一般利用继电器和控制器和实现诸如车床的快进、快退、工进等动作。
由于只是单纯的利用继电器和控制器，因此无可避免的导致了系统自身原件过多、体积庞大且连线复杂，导致系统的可靠性、可维护性大大降低，工作效率也无法满足如今的生产需要。
随着电子科技的发展，计算机水平的提高。
计算机控制技术在工业生产中的应用极大的提高了加工的效率、质量和精度。
而计算机控制系统的核心可编程控制器（PLC）具有可靠性高、集成化程度高、抗干扰能力强、可维护性相比传统的电气控制系统有了很大的提高，在现代工业自动化领域被广泛使用。
PLC控制系统相对传统的电气控制系统，最大的区别在于控制部分使用的是可编程的PLC 而非实际的继电器线路，因此用户可以通过改变程序通过PLC实现电路的控制，从而改变了传统电气控制系统连线复杂且难以改变的难题。
而本文就是通过PLC 控制系统对传统的电液控制系统重新设计，把传统的电气控制变为PLC控制.液压传动的优缺点液压系统的优点液压的优缺点与机械传动、电气传动相比，液压传动具有以下优点：（1）、液压传动的各种元件，可以根据需要方便、灵活地来布置。
（2）、重量轻、体积小、运动惯性小、反应速度快。
（3）、操纵控制方便，可实现大范围的无级调速（调速范围达2000：1）。
（4）、可自动实现过载保护。
（5）、一般采用矿物油作为工作介质，相对运动面可自行润滑，使用寿命长；（6）、很容易实现直线运动。
（7）、很容易实现机器的自动化，当采用电液联合控制后，不仅可实现更高程度的自动控制过程，而且可以实现遥控。
液压传动的缺点（1）、由于流体流动的阻力和泄露较大，所以效率较低。
如果处理不当，泄露不仅污染场地，而且还可能引起火灾和爆炸事故。
（2）、由于工作性能易受到温度变化的影响，因此不宜在很高或很低的温度条件下工作。
（3）、液压元件的制造精度要求较高，因而价格较贵。
液压比例控制系统
如图所示为电液比例调速阀的工作原理图。这种阀用比例电磁 铁3代替手动调节机构对节流阀芯2进行控制。改变输入信号的大小， 即可调节节流阀开度，控制流量的大小。由于定差减压阀保持左右 两腔压力差不变，使比例调速阀输出流量只与阀口开度有关，保证 了输出流量的稳定性。
1.2.3 电液比例方向阀
电液比例方向控制阀按输入信号的极性和幅值大小，同时对液 压系统液流方向和流量进行控制，从而实现对执行元件运动方向和 速度的控制。
如图9-4a，当比例电磁铁的线圈通过电流时，推杆左移，通 过钢球、传力弹簧把电磁力传给锥阀，推力大小与电流成比例。 当进油口P处的压力油作用在锥阀上的力大于传力弹簧作用力时， 锥阀开启，液压油通过出油口T排出。锥阀在液压力和弹簧力共同 作用下，将在某一位置达到平衡。由于阀口开口量很小，故传力 弹簧的变化量也很小，忽略液压力的影响，则在平衡状态下，控 制压力与输入比例电磁铁的电流成正比。
2. 比例放大器
比例放大器是用来对比例电磁铁提供特定电流，并对电液比 例阀或者电液比例控制系统进行开环或者闭环控制的电子装置。
3. 比例电磁铁
如图1.2所示为比例电磁铁结构原 理图。比例电磁铁是直流电磁铁，但 它与普通直流电磁铁不同。后者的衔 铁只有吸合和断开两个工作位置，并 且在吸合时磁路中几乎没有气隙。比 例电磁铁要求吸力或位移与给定电流 成比例，并且要在衔铁的全部工作行 程上，磁路中保持一定的气隙。
如图1.13所示为p-q阀的工作原理图。由于三通压力补偿器2的 作用，使比例节流阀3的前后压力差保持恒定。
通过比例节流阀的流量仅取决于节流阀的开口面积，即只与比 例电磁铁输入电流有关。
1.3 液压比例控制技术的应用
1.3.1 电液比例压力阀的应用
பைடு நூலகம்液压与气动控制
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
软件 2011 年第 32 卷 第 8 期
Software
国际 IT 传媒品牌
液压机电液比例控制系统研究
李 瑫 高元楼
工作压力。位移传感器和压力传感器分别检测油缸位移和系 统压力并变换成标准电流信号输入 PLC，以构成闭环。
图 2 控制系统结构框图 Fig. 2 Block diagram of the control system
2.1 HMI 界面
HMI 界面采用横河电机的 VDS 组态软件工具 Graphic Designer 编写，由主监控界面、过程参数趋势图界面、工艺参 数设定界面、故障分析及决策界面组成，主要完成参数的设定 与监测、显示、报警并记录存储等功能。应用 VDS 组态工具 Object Builder 在 PC 机内建立 OPC 数据服务器，将 PLC 内 的过程参数和状态参数读取到数据服务器并为 HMI 界面提 供数据服务 [3]。HMI 界面可读 / 写 OPC 服务器数据，也可通 过趋势图显示数据趋势波形，从而实现参数的设定与显示以 及过程的控制。应用 Object Builder 的报表工具将过程参数 生成数据报表并以 ACCESS 数据库的形式存储在硬盘内 [4]， 实现数据的记录与存储并方便日后查询。HMI 界面可嵌入简 单的 Javascript 脚本代码，实现数据的逻辑运算、比较运算、算 术运算等，从而可对过程参数进行上、下限检查并进行报警等。 HMI 界面最终发布成 HTML 网页形式，通过 Web 浏览器进行 操作，并支持 Internet 访问（不同的登录用户具有不同的访问 权限）。部分 HMI 界面如图 3 所示。
油缸运动包括四个工步：快进、工进、保压、快退，分为自动 和手动两种控制方式，又分为位置模式和压力模式。在自动方
· 39 ·
软件
李瑫 等：液压机电液比例控制系统研究
图 3 系统 HMI 界面 Fig.3 HMI interface of the control system
PLC 与变频器的通信采用 ModBus RTU 协议，PLC 作为 主站设定并读取变频器（从站）的运行参数（设定频率、运行转 速、运行电流等）。通信过程由一次发送和一次接收组成，PLC 打开通信端口后发送读或写命令帧并等待从站响应；从站根据 命令做出相应的响应并发回主站，主站在数据接收正确完成后 结束通信并关闭端口 [5]。
关键词：电液比例技术；液压机；PLC；HMI；工业过程控制 中图分类号：TG315.4 文献标识码：A DOI: 10.3969/j.issn.1003-6970.2011.08.012
Electro-hydraulic proportional control system of hydraulic machine
1 液压系统原理பைடு நூலகம்
液压系统原理如图 1 所示。执行器采用伸缩型液压油缸，
作者简介：李瑫（1987-），男，硕士研究生，机械电子工程；高元楼（1963-），男，副教授，机械电子工程。 · 38 ·
软件
李瑫 等：液压机电液比例控制系统研究
以实现快进和工进的不同工艺过程。液压油经泵口流经高压 过滤器和单向阀后接通储能器、安全阀和比例溢流阀。安全阀 采用叠加式溢流阀，用来设定系统的最大安全压力；比例溢流 阀用来根据需要实时调节系统的工作压力。液压机的一次工 艺行程包括快进、工进、保持、快退四个工步。油缸快进时，液 压油通过防爆方向阀 1 左位进入二级缸（二级缸内腔截面积小， 可实现油缸快速定位）；当油缸快进到位后（由位移传感器检测） 油缸进入工进过程，防爆方向阀 1 仍处于左位，一方面保持二 级缸压力，一方面给比例方向阀提供压力油。液压油通过比例 方向阀右位进入一级缸（一级缸内腔截面积大，速度慢出力大 且均匀，可实现工进压制成型工艺），且可以通过调整比例方向 阀线圈的电流来控制液压缸工进速度。油缸出口处连接叠加 式抗衡阀以形成一定的背压，防止油缸在自重下自动下行。当 位移传感器检测到工进到位后，防爆方向阀 1 转到中位，比例 方向阀转到左位，系统保压并定时；定时时间到后进入快退工 艺过程，防爆方向阀 1 和防爆方向阀 2 都转到右位，液压油经 过防爆方向阀 1 右位进入油缸，经过防爆方向阀 2 打开充液阀， 液压缸的回油一部分直接回油箱，另一部分经过充液阀流回辅 助油箱。
图 1 液压系统原理图 Fig.1 Schematic diagram of the hydraulic system
2 控制系统设计
控制系统由参数设定与显示（HMI 界面）、控制器（横河 PLC）、信号转换与放大环节（比例放大器，比例电磁阀）、动力执 行机构（伸缩液压缸）、信号反馈环节（位移传感器、压力传感器） 组成，其结构框架如图 2 所示。
( 北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院 北京 100191)
摘 要：液压机是具有试验性质的生产设备，本项目中液压机用来压制火炸药成型。为了提高成型制品的质量和性能，要求液 压机的加载力、位移及速率可控可测，既可保持加载力恒定，也可保持加载位移的速率恒定，同时加载精度要达到试验机的水平。本 文采用电液比例控制技术来实现加载调节过程的恒力控制、恒速控制和位移控制。系统用伸缩缸作为执行器，电液比例电磁阀作为 信号转换调节元件，以 PLC 和工控机为控制核心，通过 HMI 人机界面对机器工作状态进行监测和控制。并通过工业以太网，实现 液压机生产过程监控和管理的一体化和网络化。文中建立了系统位置闭环的数学模型并进行了仿真研究，对比了 PID 校正前后的 响应性能。实际控制闭环采用常规 PID 控制算法，通过在线调整 PID 参数，过程控制取得了良好的效果，控制系统达到了设计的要 求。
【Key words】Electro-hydraulic proportional technology; hydraulic machine; PLC; HMI; industrial process control
0 引 言
油压机压力均衡，与同等压力的机械压力机相比，具有机 构简单、体积小、压力恒定等优点，所以在成型制品生产中得到 了广泛的应用，并根据市场的需求逐步向智能化、网络化的方 向发展 [1]。PLC 在油压机上的应用，使整个控制系统具有较高 的可靠性和灵活性。用它控制油压机可以减小控制设备体积， 缩短系统设计调试周期、延长设备定期维护时间、减少修复时 间。当有故障时可用控制系统的自动诊断软件处理，进一步提 高系统的可靠性 [2]。但传统的 PLC 控制方式的控制性能还达 不到现代化的要求，必须采用电液比例阀或者数字伺服阀配合 各种传感器组成闭环回路式的控制系统，以达到精确控制的目 的；另外传统 PLC 控制方式人机交流不够完善，不能远距离操 控，不能有效监控工作状态等。针对以上问题，组态软件应运
工控机与 PLC 通过以太网进行 TCP/IP 通讯，实现 HMI 界面与 PLC 的交互。液压泵的动力电机由 ABB ACS800 系 列变频器驱动，PLC 与变频器通过 ModBus 总线进行 RTU 模 式通信。比例放大器将 PLC 输出的模拟信号放大成驱动比例 电磁阀的 PWM 信号，从而控制液压缸的工进速度或者系统的
LI Tao, GAO Yuan-lou
(School of Automation Science and Electrical Engineering, Beihang University, Beijing, 100191, China)
【Abstract】Hydraulic machine is a pilot production equipment, it is used to suppress explosive forming in this project. In order to improve the quality of molding products, it requirs that the loading force, displacement and speed can be controlled and measured; Not only to maintain a constant load force, but also to maintain a constant speed of load displacement; And the load precision should achieve a test-machine level. In this paper, electro-hydraulic proportional technology is adopt to realize the constant load force control, the constant speed control and displacement control in the adjustment process. In the system, a telescopic hydraulic cylinder is used as actuator, electrohydraulic proportional valve as signal transformation component, PLC and IPC as control core, and the working status of machine is monitored and controlled via the HMI interface. Integration and networking of monitoring and management of the machine is achieved through the industrial Ethernet. The mathematical model of the position closed-loop is established and the analysed by comparing the performance of the model before and after PID correction in this article. Conventional PID algorithm is adopt in the actual closed-loop, by adjusting the PID parameters online, the process control achieved a good result, the control system met the design requirments.