整體控制可以糾正耐火瓷磚專用油壓機電液系統中的干擾
文章出處:zhjiankong.com
人氣:108發表時間:2019-08-19 08:47
可以測量耐火瓷磚專用油壓機閉環電液控制系統中的干擾效應。因此,他們可以糾正 - mdash; 在限度內。
我們現在將重點關注減少作用于控制系統的干擾的影響。可以測量這些干擾的影響。因此,它們可以在極限范圍內得到糾正。
圖1中所示的系統與上個月圖1所示的系統相同,但增加了一個裝有誤差校正電位計和電壓表的人類觀察員。考慮到當氣缸上沒有負載時,系統為零; 也就是說,誤讀電壓表會指示零。這可以在真實系統中通過調節伺服閥上的空控制同時觀察電壓表(標記為VM)并繼續調節直到電壓表讀數為零來完成。
接下來,假設負載的大小增加。由于已經解釋的原因,汽缸移動到新位置,導致負載引起的定位誤差。但是,更重要的是,電壓表上會出現可讀電壓。該值除以位置傳感器增益(標記為H),是位置誤差的量。
人為錯誤 糾正
如果人類觀察者在觀察電壓表的同時轉動糾錯罐,并繼續調整直到讀數為零,則氣缸必須返回其原始的卸載位置。負載引起的錯誤已得到糾正!如果這是在每個停止點完成的,并且存在足夠的時間,則可以補償所有干擾。這是積分控制的本質,但是這個例子使用了影響控制的人工操作員。人類擅長這樣的事情。
在每個耐火瓷磚專用油壓機伺服環路中放置一個人是不實際的,因此干擾問題的解決方案是用硬件實現整體控制。這可以通過現代電子設備輕松完成; 該概念如圖2所示。模擬集成通過運算放大器和數字控制器中的軟件完成。
整合意味著什么
僅當輸入完全等于零時,積分器的輸出才保持其最后一個值。這意味著輸出增加或減少 - 取決于輸入的代數符號 - 任何時候輸入不為零。如果我們將這個原理應用于手頭的電路,我們可以很容易地看到積分器如何執行消除干擾誤差所需的功能,從而消除了跟隨誤差。
假設命令配置文件,C在圖2中,坐在一個停留水平,并且氣缸沒有移動。這意味著速度必須為零。換句話說,氣缸積分器的輸入必須絕對為零。現在想象某種閥零擾動會導致誤差電壓變為非零。也就是說,命令和反饋信號變得不相等。如圖所示,控制器積分器就位,非零輸入必須改變積分器的輸出。增加的輸出被放大并送到閥門,閥門改變其開口,使氣缸移動。現在的問題是“它會移動多長時間?”答案在于控制器集成商的輸入。在速度和控制器放大器的輸入變為零之前,系統不會停止。兩個積分器必須具有絕對零輸入才能使系統處于平衡狀態(零)。
但是,積分器的輸出都不能為零。事實上,控制器積分器的輸出是將閥芯保持在其受干擾位置,以使氣缸經受力平衡。在此過程中,控制器積分器累積了干擾,其輸出提供了補償干擾所需的偏移。
當速度保持不變時
現在考慮當輪廓處于其恒定速度(恒定斜率)區域時的輪廓輸入命令的情況。我們已經看到,按比例控制的位置伺服需要命令和反饋之間的誤差,以保持耐火瓷磚專用油壓機閥門打開到足以產生指令速度。但是如果假定氣缸以指令速度運動,則氣缸積分器的輸入是與氣缸速度相關的非零值。閥門流量也非零,閥門開啟量相當大。因此,閥門電流必須非零。如果暫時忽略干擾電流的可能性,那么伺服放大器的輸入同樣是非零的。

圖片僅供參考,詳情請咨詢(陳女士)
現在考慮命令和反饋信號不相等。這會導致非零錯誤 - 控制器積分器的非零輸入。在這種情況下,控制器積分器的輸出必須改變。實際上,如果反饋電壓滯后于指令電壓,則控制器積分器輸出必須增加。這將增加閥門開度并導致氣缸速度增加。因此,由于存在一些加速度,我們看到我們先前對恒定輸出速度的假設與非零誤差電壓相沖突。
消除以下錯誤
我們提出的下一個問題是,“加速會持續多長時間?”同樣,答案在于檢查控制器積分器的輸入和輸出。只要存在非零輸入信號,積分器輸出將繼續增加。這意味著只有當控制器積分器輸入為零時,耐火瓷磚專用油壓機系統才處于穩態速度狀態,進一步要求命令和反饋電壓完全相等。換句話說,以下錯誤已得到完美補償!我們不僅補償了干擾的影響,還消除了跟隨誤差。
在精心設計的耐火瓷磚專用油壓機整體控制伺服機構中,最終輸出精度可以接近傳感器的精度。這是因為servoloop現在對錯誤沒有任何貢獻。有些人可能聲稱只有傳感器限制了最終的準確性。這個立場似乎是一個過于樂觀的結論,需要解釋。
我們現在將重點關注減少作用于控制系統的干擾的影響。可以測量這些干擾的影響。因此,它們可以在極限范圍內得到糾正。

圖1 - 人類觀察者監測誤差電壓可以消除由任何干擾引起的穩態定位誤差。
圖1中所示的系統與上個月圖1所示的系統相同,但增加了一個裝有誤差校正電位計和電壓表的人類觀察員。考慮到當氣缸上沒有負載時,系統為零; 也就是說,誤讀電壓表會指示零。這可以在真實系統中通過調節伺服閥上的空控制同時觀察電壓表(標記為VM)并繼續調節直到電壓表讀數為零來完成。
接下來,假設負載的大小增加。由于已經解釋的原因,汽缸移動到新位置,導致負載引起的定位誤差。但是,更重要的是,電壓表上會出現可讀電壓。該值除以位置傳感器增益(標記為H),是位置誤差的量。
人為錯誤 糾正
如果人類觀察者在觀察電壓表的同時轉動糾錯罐,并繼續調整直到讀數為零,則氣缸必須返回其原始的卸載位置。負載引起的錯誤已得到糾正!如果這是在每個停止點完成的,并且存在足夠的時間,則可以補償所有干擾。這是積分控制的本質,但是這個例子使用了影響控制的人工操作員。人類擅長這樣的事情。

圖2 - 通過在控制器中添加并行比例和積分塊來實現比例積分控制。積分減少了穩態誤差,而比例函數提高了穩定性。
在每個耐火瓷磚專用油壓機伺服環路中放置一個人是不實際的,因此干擾問題的解決方案是用硬件實現整體控制。這可以通過現代電子設備輕松完成; 該概念如圖2所示。模擬集成通過運算放大器和數字控制器中的軟件完成。
整合意味著什么
僅當輸入完全等于零時,積分器的輸出才保持其最后一個值。這意味著輸出增加或減少 - 取決于輸入的代數符號 - 任何時候輸入不為零。如果我們將這個原理應用于手頭的電路,我們可以很容易地看到積分器如何執行消除干擾誤差所需的功能,從而消除了跟隨誤差。
假設命令配置文件,C在圖2中,坐在一個停留水平,并且氣缸沒有移動。這意味著速度必須為零。換句話說,氣缸積分器的輸入必須絕對為零。現在想象某種閥零擾動會導致誤差電壓變為非零。也就是說,命令和反饋信號變得不相等。如圖所示,控制器積分器就位,非零輸入必須改變積分器的輸出。增加的輸出被放大并送到閥門,閥門改變其開口,使氣缸移動。現在的問題是“它會移動多長時間?”答案在于控制器集成商的輸入。在速度和控制器放大器的輸入變為零之前,系統不會停止。兩個積分器必須具有絕對零輸入才能使系統處于平衡狀態(零)。
但是,積分器的輸出都不能為零。事實上,控制器積分器的輸出是將閥芯保持在其受干擾位置,以使氣缸經受力平衡。在此過程中,控制器積分器累積了干擾,其輸出提供了補償干擾所需的偏移。
當速度保持不變時
現在考慮當輪廓處于其恒定速度(恒定斜率)區域時的輪廓輸入命令的情況。我們已經看到,按比例控制的位置伺服需要命令和反饋之間的誤差,以保持耐火瓷磚專用油壓機閥門打開到足以產生指令速度。但是如果假定氣缸以指令速度運動,則氣缸積分器的輸入是與氣缸速度相關的非零值。閥門流量也非零,閥門開啟量相當大。因此,閥門電流必須非零。如果暫時忽略干擾電流的可能性,那么伺服放大器的輸入同樣是非零的。

圖片僅供參考,詳情請咨詢(陳女士)
現在考慮命令和反饋信號不相等。這會導致非零錯誤 - 控制器積分器的非零輸入。在這種情況下,控制器積分器的輸出必須改變。實際上,如果反饋電壓滯后于指令電壓,則控制器積分器輸出必須增加。這將增加閥門開度并導致氣缸速度增加。因此,由于存在一些加速度,我們看到我們先前對恒定輸出速度的假設與非零誤差電壓相沖突。
消除以下錯誤
我們提出的下一個問題是,“加速會持續多長時間?”同樣,答案在于檢查控制器積分器的輸入和輸出。只要存在非零輸入信號,積分器輸出將繼續增加。這意味著只有當控制器積分器輸入為零時,耐火瓷磚專用油壓機系統才處于穩態速度狀態,進一步要求命令和反饋電壓完全相等。換句話說,以下錯誤已得到完美補償!我們不僅補償了干擾的影響,還消除了跟隨誤差。
在精心設計的耐火瓷磚專用油壓機整體控制伺服機構中,最終輸出精度可以接近傳感器的精度。這是因為servoloop現在對錯誤沒有任何貢獻。有些人可能聲稱只有傳感器限制了最終的準確性。這個立場似乎是一個過于樂觀的結論,需要解釋。
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