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        數字化技術在電液伺服閥技術上的運用

        2020-11-13 21:35:46

        電液伺服閥是電液伺服控制中的關鍵元件,它是一種接受模擬電信號后,相應輸出調制的流量和壓力的液壓控制閥。電液伺服閥具有動態響應快、控制精度高、使用壽命長等優點,已廣泛應用于航空、航天、艦船、冶金、化工等領域的電液伺服控制系統中。

        目前電子化、數字化技術在電液伺服閥技術上的運用主要有兩種方式:其一,在電液伺服閥模擬控制元器件上加入D/A轉換裝置來實現其數字控制。隨著微電子技術的發展,可把控制元器件安裝在閥體內部,通過計算機程序來控制閥的性能,實現數字化補償等功能。但存在模擬電路容易產生零漂、溫漂,需加D/A轉換接口等問題。其二,為直動式數字控制閥。通過用步進電機驅動閥芯,將輸入信號轉化成電機的步進信號來控制伺服閥的流量輸出。該閥具有結構緊湊、速度及位置開環可控及可直接數字控制等優點,被廣泛使用。但在實時性控制要求較高的場合,如按常規的步進方法,無法兼顧量化精度及響應速度的要求。浙江工業大學采用了連續跟蹤控制的辦法,消除了兩者之間的矛盾,獲得了良好的動態特性。此外還有通過直流力矩電機直接驅動閥芯來實現數字控制等多種控制方式或伺服閥結構改變等方法來形成眾多的數字化伺服閥產品。

        隨著各項技術水平的發展,通過采用新型的傳感器和計算機技術研制出機械、電子、傳感器及計算機自我管理(故障診斷、故障排除)為一體的智能化新型伺服閥。該類伺服閥可按照系統的需要來確定控制目標:速度、位置、加速度、力或壓力。同一臺伺服閥可以根據控制要求設置成流量控制伺服閥、壓力控制伺服閥或流量/壓力復合控制伺服閥。并且伺服閥的控制參數,如流量增益、流量增益特性、零點等都可以根據控制性能最優化原則進行設置。伺服閥自身的診斷信息、關鍵控制參數(包括工作環境參數和伺服閥內部參數)可以及時反饋給主控制器;可以遠距離對伺服閥進行監控、診斷和遙控。在主機調試期間控制工程網版權所有,可以通過總線端口下載或直接由上位機設置伺服閥的控制參數,使伺服閥與控制系統達到佳之匹配,優化控制性能。而伺服閥控制參數的下載和更新,甚至在主機運轉時也能進行。而在伺服閥與控制系統相匹配的技術應用發展中,嵌入式技術對于伺服閥已經成為現實。按照嵌入式系統應定義為:“嵌入到對像體系中的專用計算機系統”?!扒度胄浴?、“專用性”與“計算機系統”是嵌入式系統的三個基本要素。它是在傳統的伺服閥中嵌入專用的微處理芯片和相應的控制系統,針對客戶的具體應用要求而構建成具有最優控制參數的伺服閥并由閥自身的控制系統完成相應的控制任務(如各控制軸同步控制),再嵌入到整個的大控制系統中去。從目前的技術發展和控制系統對伺服閥的要求看控制工程網版權所有,伺服閥的自診斷和自檢測功能應該有更大的發展。


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