本文一共涵盖3篇精选的论文范文,关于《液压伺服系统研究论文(精选3篇)》，供大家阅读，更多内容可以运用本站顶部的搜索功能。摘要：利用WiFi技术组网，可快速实现系统控制电液伺服阀的个数的增减，为后期项目改造升级打下了良好的基础。给出了WiFi的电液伺服控制系统方的案设计。关键词：液压伺服系统；柔性1电液伺服电控系统总体设计方案（1）液压伺服系统。
液压伺服系统研究论文 篇1：
冷轧机弯辊液压系统设计
摘 要：随着工业产品需求层次的提高，对钢铁企业提供板带钢的尺寸精度和形状精度提出了更高的要求,板形控制也就成为轧钢企业的重点课题。带钢冷轧的生产技术水平不仅代表着一个国家钢铁工业的综合实力，也关系着工业生产链条的各个环节。
关键词：板形控制 弯辊 液压
冷轧带钢作为高附加值的钢铁产品用途十分广泛。主要用于汽车制造、包装、机电产品等方面。带钢冷轧的生产技术水平不仅代表着一个国家钢铁工业的综合实力，也关系着工业生产链条的各个环节。随着社会的飞速发展，工业产品需求层次的提高，钢铁企业对板带钢的尺寸精度和形状精度提出了更高要求， 板形是板带产品的重要质量指标之一，而板形控制是板带产品质量保证体系中一个非常重要的环节。为了满足现代板带生产的高质量和高生产率，不仅要求板形控制具有较高的精度，而且还要有较强的在线可调性。
一、液压弯辊板形调节装置简介
液压弯辊调节装置出现于 20 世纪 60 年代，液压弯辊最早应用于橡胶、塑料、造纸等工业部门，以后才逐步应用到金属加工中来，并发展成为一个行之有效的板形控制方法。现代轧机大多数都有液压弯辊装置对工作辊辊形进行调整。其基本原理是：通过装设在轴承座之间的液压缸向工作辊或支承辊辊颈施加液压弯辊力，使轧辊产生附加弯曲，来瞬时地改变轧辊的有效凸度，从而改变承载辊缝形状和轧后带钢的延伸沿横向的分布，以补偿由于轧制压力和轧辊温度等工艺因素的变化而产生的辊缝形状的变化，保证生产出高精度的产品。只要根据具体的工艺条件来适当地选择液压弯辊力，就可以达到改善板形的目的。弯辊装置的突出优点是能迅速调整轧辊凸度，控制无滞后，与其它辊形控制手段相配合能进一步扩大板形调节能力和效果。
二、液压伺服系统的特点分析
弯辊液压系统是电液伺服力控制系统，因此我们有必要了解一下液压伺服系统。液压伺服控制系统是在液压传动和自动控制理论基础上建立起来的一种自动控制系统。许多工业部门和技术领域对高响应、高精度、高功率－重量比和大功率的液压伺服控制系统的需要不断扩大，促使液压伺服控制技术迅速发展。特别是反馈控制技术在液压装置中的应用、电子技术与液压技术的结合，使液压伺服控制系统这门技术不论在元件和系统方面，还是在理论和应用方面都日趋完善和成熟，并形成一门新的学科，成为液压技术的重要发展方向之一。液压伺服控制除了具有液压传动的各种优点外，还具有反应快、系统刚度大和控制精度高等优点，因此广泛应用于金属切削机床、重型机械、锻压机械、起重机械、汽车、飞机、船舶和军事装备等方面。特别是计算机控制技术的完善和普及为电子技术和液压技术的结合奠定了基础，大大地提高了液压控制系统的功能与完成复杂控制的能力。机、电、液一体化技术已逐渐扩展到各个工业领域。由此可见，液压伺服控制系统的研究与发展对国防工业和民用工业、对实现四个现代化、赶超国际先进水平都有着相当重要的意义
三、冷轧机弯辊液压系统设计
1．系统压力的确定
系统压力选定的是否合理，直接关系到整个系统的合理程度。在液压系统功率一定的情况下，若系统压力选的过低，则液压元、辅件的尺寸和重量就会增加，系统的造价也相应的提高；若系统压力选的过高，则液压设备的重量、尺寸和造价会相应降低。根据任务书所给的以知条件得出轧制带材需要25MP.
2．速度换向方式的选择
本系统要求液压缸能进能退，根据具体情况而能够调整，故选用电液伺服阀。它的特点是换向简单，调速行程比较方便，阀的安装也比较容易。速度换向也很平稳性。
3．液压系统的升温
液压系统的各种能量损失，包括容积损失和机械损失都会转变为热量。此热能除一部分通过液压元件和管路的外壁向空气散发外，大部分将使油液温度升高，升至某一温度后，散热量与发热温度相等，系统温度不在升高，达到热平衡。因此，合理选择油箱的容积可以降低液压系统的热平衡温度。使液体介质能在常温度下工作。
4．滤油器的选择
液压介质在液压系统中除传递动力外，还对液压元件的运动起润滑作用。此外为了保证元件的密封性能，组成工作腔的运动件之间的配合很小，而液压件内部的控制又常常通过阻尼小孔来实现。因此，液压介质的清洁度对液压元件和系统的工作可靠性和使用寿命有很大的影响。统计资料表明：液压系统故障的75%以上是因为液压介质的污染造成的。而液压元件过早磨损是液压介质的污染所导致，这一事实以引起人们的足够重视。
冷轧机弯辊液压系统，克服了以前的冷轧机由于没有弯辊液压系统致使生产的板材具有中浪形或边浪形的缺陷。本设计是在通过装设在轴承座之间的液压缸向工作辊或支承辊辊颈施加液压弯辊力，使轧辊产生附加弯曲，来瞬时地改变轧辊的有效凸度，从而改变承载辊缝形状和轧后带钢的延伸沿横向的分布，以补偿由于轧制压力和轧辊温度等工艺因素的变化而产生的辊缝形状的变化，保证生产出高精度的产品。只要根据具体的工艺条件来适当地选择液压弯辊力，就可以达到改善板形的目的。
在本次设计过程中，我综合运用了液压传动、CAD绘图等各门课程中的知识，以及一些关于轧钢方面的期刊论文等，锻炼了自己独立分析问题、思考问题，改进创新及实践动手操作能力，使我受益匪浅。此外，在计算和画图时许多同学也给了我很大的帮助，我也同样的感谢他们。
通过这次设计，通过独立的查阅资料、设计计算和计算机绘图，使我收获颇丰！同时我也意识到了自身知识的有限，实践能力的不足。在以后的学习和工作中，我会进一步锻炼自身的能力，提高自己的综合素养！
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作者：韩学亮
液压伺服系统研究论文 篇2：
基于WiFi的电液伺服控制系统方案设计
摘 要：利用WiFi技术组网，可快速实现系统控制电液伺服阀的个数的增减，为后期项目改造升级打下了良好的基础。给出了WiFi的电液伺服控制系统方的案设计。
关键词：液压伺服系统；柔性
1 电液伺服电控系统总体设计方案
（1）液压伺服系统。
液压伺服系统实际是一种跟踪控制系统，系统根据可以根据输入信号通过与输出信号的差值得到偏差信号，从而不断的调整输入信号，使其输出达到所需要的稳定值，如图1。
（2）电液伺服系统。
电液伺服系统是电子技术发展的产物，利用电子电路完成信号的输入、比较和输出，实现闭环控制。电液伺服系统与机液伺服系统、气液伺服系统相比较其优势是响应速度最快，控制精度相对最高，灵活度最大。因此，利用电气装置对输入信号进行检测、校正和放大在自动控制领域中已经得到了广泛的应用。电液伺服控制系统的电气部分为“神经”，机械部分为“骨架”，液压控制部分为“肌肉”，液压控制使得机、电、液结合的长处体现得淋漓尽致。
液压部分主要是由电动机、液压泵、电液伺服阀、电磁溢流阀、精滤器、直动式溢流以及伺服缸等部件组成，其核心器件为电液伺服阀。电液伺服阀能快速响应输入信号的变化，将输入的小功率电信号通过功率放大元件转换成大功率的控制伺服阀开度的液压能信号，实现位移的快速控制。电液伺服阀主要由电气-机械转化转换装置、功率级主阀、先导级阀和反馈装置四部分构成。
电气-机械转化转换装置将伺服放大器的输出信号按照一定比例转换为位移或角度信号后，控制先导级阀。而后由先导级阀转换将电气-机械转化转换装置转换的位移或角度信号转换为小的液压力驱动功率级主阀，从而改变流过阀体的液体的流量，其主要控制原理如图2。
2 电气控制系统总体方案设计
2.1 电气控制系统的要求
本系统要实现控制轴系试验台液压系统，使该试验台能模拟船舶在摇摆工况，能对系统压力流量进行采集及数据显示；能对液压油箱的温度、液位进行检测，并根据油箱的温度对泵的启停进行控制；能实现控制摇摆机构在±15°范围内进行横摇摆动，周期为10 ～14s；能实现轴系试验台架的拖动电机与减速箱可单独偏移，能实现X、Y、Z三个方向的 ±10 mm位移要求，周期均为1.5～15 s。
2.2 电气控制系统总体方案
本电液伺服电控系统由控制台、数据采集装置、伺服放大控制装置三部分构成。
（1）控制中心：控制中心主要有两台工业控制机构成，其作用是对电控液压伺服系统发送控制命令通过无线网络控制各个伺服控制器，同时接收各伺服控制器反馈的各种信号。2台工业控制机一主一从，互为备用。
（2）无线网络：无线网络由无线路由器及各系统中WiFi模块构成，其作用是将控制中心的工業控制机、伺服控制器1～N组建局域网，从而完成各个设备间的数据交换。
（3）终端设备：终端设备主要指的是伺服阀控制器，它主要用于接收来自控制中心的发送的指令，完成相应的控制功能，同时，将采集的相关数据信息通过无线网络传送给控制中心，控制中心根据请求的实际情况，发送相应的控制指令。
2.3 工业控制机的设计
工业控制机部分主要是利用伺服控制软件平台通过无线路由器与伺服控制器进行数据交换实现对系统的电液伺服阀进行控制，对系统的重要参数进行显示及存储。操作者通过工业控制机中的控制平台对轴系平台发出动作指令，通过无线网络传送到相应的伺服控制器，由其来完成对轴系的摇摆控制及泵的启停。另外，工业控制机通过无线路网络对伺服控制器采集到的数据进行索取，并将索取到的正确数据进行显示。其逻辑框图如图3。
2.4 伺服控制器的设计
伺服控制器主要包括数据采集及控制两大部分。控制部分主要由功率放大电路、D＼＼A、A ＼＼ D、限流电路等电路模块构成。考虑到系统的扩展性，每个电液伺服阀都配有单独的伺服阀控制装置。通过无线网络接收工业控制机发出的控制信号，对伺服阀开度位置进行检测并对其阀的开度进行闭环控制。数据采集部分主要负责将系统各个传感器采集值进行AD转换，按照约定的数据传输协议将转换后的数据利用无线网络将其传送到工业控制机进行显示。另外，该部分还负责系统泵的启停。其逻辑框图如图4。
3 总结
本课题将WiFi技术和STM32技术应用于电液伺服控制系统中，提高了系统的智能化、柔性化和快速重构性。本研究已应用于实际实验室设备中，运行状况良好。
参考文献
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作者：李媛
液压伺服系统研究论文 篇3：
电液伺服式悬架试验台的模拟仿真研究
摘 要：针对国内汽车悬架研发的需求，测试悬架在各种复杂多变负载下的响应性能是非常重要的一个环节。本文重点分析电液伺服式悬架模拟试验台中电液位置伺服系统的组成及原理，建立伺服系统的模型，并基于MATLAB/Simulink软件，建立1/4非独立悬架模型及伺服系统的仿真模型，根据结构不变性原理和最优控制理论分别设计前馈干扰补偿器和系统最优反馈控制器，并将两种控制器应用于伺服系统，构成基于前馈补偿与最优反馈的复合控制，并将B级和D级路面路谱作为电液伺服系统的输入进行仿真，在给定不同负载力的情况下提高系统的响应速度和跟随精度。仿真结果与PID控制作对比表明，采用该复合控制策略能在保证系统稳定性的前提下，有效提高系统的响应速度和跟随精度，从而使试验台能够精确复现路面激励，提高试验台测试精度。
关键词：悬架模拟试验台;电液伺服系统;前馈补偿器;最优反馈控制器
0 引言
悬架试验台对悬架弹性元件参数的选取有着重要的意義。试验台可以模拟各种路面不平度的路面激励，并通过设计的计算机控制器输出产生路面激振信号，最终经过电液伺服系统液压缸输出的位移来产生路面激励的相应动作，引起悬架振动，因此电液伺服悬架试验台被广泛应用于路谱复现[1]。近年来，随着汽车行业的发展，对汽车性能要求的提高，促使电液伺服悬架试验台先进控制技术的研究取得了很多成果。刘璐等[2]对电液伺服试验台进行了前馈补偿器与PID控制器的复合控制研究，但是PID在外负载过大时，跟随性较差;王存堂等[3]采用三状态控制策略来提高电液伺服系统的响应和跟踪精度，但是未考虑悬架动载荷，对后期仿真的精度有一定的影响。刘刚等[4]采用模糊自整定PID控制方法对电液伺服悬架试验台控制系统进行研究，提高系统的跟随精度，减少响应时间以及提高鲁棒性，但是缺少前馈环节，对仿真结果产生影响。Dong等[5]采用自适应时域控制方法对电液伺服进行控制，提高了控制精度，但是未考虑外界负载力的变化对系统的干扰。电液伺服系统本身是一个非常复杂的非线性系统，且系统多为不确定的参数，此外，悬架试验台电液伺服系统的负载来自悬架的动载荷且变化范围大，特性多样化，1/4悬架的特性和电液伺服系统通过负载耦合到一起，影响了电液伺服系统路谱复现的精度，如何克服悬架特性的干扰，提高对路面位移信号的跟踪性能以及对各种路谱信号都能迅速响应的快速性，是电液伺服系统研究的难点，因此本文采用前馈补偿与最优反馈相结合的复合控制策略。首先根据电液伺服式悬架模拟试验台的组成和原理，建立1/4悬架模型，仿真得到悬架动载荷曲线，即得到电液伺服系统的负载，然后建立电液伺服系统的模型，设计前馈干扰补偿器与最优反馈控制器相结合的复合控制器，并进行仿真，最后与PID控制算法进行对比，验证所设计的复合控制器的有效性。
1 悬架试验台模型及数学模型的建立
1.1 电液伺服式悬架模拟试验台
本文研究的电液伺服式悬架试验台主要是由悬架系统与电液系统构成。系统中位移传感器的作用是采集液压缸的位置信息并反馈给控制器，构成位置反馈闭环系统。其主要原理是在被动悬架模型的基础上用电液伺服缸的位移大小模拟路面位移激励，将伺服缸活塞杆位移的大小作为悬架系统的输入，实现对悬架的测试功能。其主要结构如图1所示。
1.2 悬架及路面激励建模
电液伺服系统作为悬架试验台最主要的组成部分，在研究电液伺服系统的过程中，需要将悬架动载荷作为电液伺服系统的外负载干扰输入。汽车悬架系统是非常复杂的非线性系统，为了简化控制模型，突出研究问题的主要方面，本文选取车身-车轮二自由度的1/4车辆被动悬架模型[6]，其简化模型如图2所示。
根据公式（1）运动微分方程搭建SIMULINK仿真模型如图3所示。
采用白噪声-积分器的方法模拟路面的不平度，根据公式（2）[8]在SIMULINK中建立路面时域信号生成器模型，如图4所示。改变Gq（n0）的值，可以得到不同路面等级的时域信号。选取路面等级为B、D的时域信号作为路面激励进行仿真[8-13]，悬架动载荷仿真结果如图5所示。
由图5仿真曲线可知，在随机路面激励下，被动悬架的动载荷集中在0～5 000 N范围内，为接下来电液伺服系统外负载力FL仿真取值提供参考。
1.3 电液伺服系统数学模型
本文选用的液压伺服系统主要由液压缸、伺服缸、伺服放大器和控制器组成。其中，阀控非对称缸机构如图6所示，其工作原理是控制器控制伺服阀阀芯位移的大小和方向，进而控制流入液压缸的液压油的流量及方向，达到控制输出位移，提高路谱复现的跟随性，实现良好的路谱复现。
2 电液伺服系统复合控制设计
2.1 电液伺服系统复合控制结构
为了消除悬架动载荷给系统带来的干扰，在电液伺服系统结构的基础上，在前馈环节加入前馈干扰补偿器与最优反馈控制器，以消除因外负载力干扰带来的稳态误差，其结构如图8所示。
2.2 前馈干扰补偿器的设计
结构不变性原理是指控制系统中的被控信号与干扰信号绝对无关或者在一定准确度下无关，即被控信号完全独立或基本独立。基于结构不变性原理的前馈干扰补偿控制是一种按照干扰进行补偿的开环控制，从而增强系统对干扰变化的鲁棒性[16-20]。
本文对外负载力FL设计一个前馈干扰补偿环节G1（s），如图9所示。
2.3 电液伺服系统状态空间数学模型的建立及最优控制器设计
本文主要通过解黎卡提方程求解该三阶系统的最优控制问题，基于状态空间表达式设计最优反馈控制器。选取活塞杆位移、速度及负载压力为状态变量，即x=x1，x2，x3T=xp，x·p，PLT。
3 仿真分析
3.1 仿真模型建立
PID控制器在工业控制应用中常见的控制器，因此本文选用PID控制算法作为对比算法，验证前馈补偿器与最优反馈复合控制的有效性。在SIMULINK中建立系统仿真模型，为更直观地察仿真输出，将PID控制和前馈补偿器与最优反馈控制的复合控制输出放在一起进行对比分析，仿真模型如图10所示。
电液伺服系统的仿真参数见表1。其中参数的选取与计算参考文献[14]中电液伺服设计章节。
3.2 仿真结果分析
由图5可知，动载荷即电液伺服系统的外负载FL的取值范围为0～5 000 N，因此取5 000、2 500、1 000 N 3个大、中、小值进行仿真验证。通过仿真计算，验证最优反馈控制加前馈补偿器的复合控制的有效性。
（1）设路面输入为振幅0.02 m，频率为5 rad/s的正弦激励，电液伺服系统的性能指标对比如图11所示。
由图11的仿真结果可知，当系统输入为正弦波时，在低负载时，复合控制器与PID控制的稳态误差分别控制在1.5%与4%，符合预期，但是随着负载力的逐渐增大，PID控制器的稳态误差有逐渐增大的趋势，在负载力为5 000 N的时候，传统PID稳态误差达6%并出现一定的滞后，相比于PID控制，本文设计的最优控制与前馈补偿器的复合控制器在跟随性与稳态误差方面要优于PID控制。
（2）当系统输入为0.02 m的位移阶跃信号指令时，仿真结果如图12所示。当负载为1 000 N时，PID控制的超调量为1.5%，而最优前馈复合控制的超调量为0.3%。后者整体性能要优于前者。随着负载力的逐渐增大，PID的超调量有所减小，基本保持在1.5%，位移上升时间基本保持不变。
4 结论
为提高电液伺服式悬架模拟试验台的工作精度，更真实地进行路谱复现，本文在重构B、D级路面时域模型的基础上，搭建1/4车辆被动悬架模型来获得悬架动载荷。重点分析试验台重要组成部分电液伺服系统的组成结构，建立电液伺服系统的数学模型，根据系统特性及试验台存在的不足，提出基于前馈补偿与最优反馈的复合控制策略。通过仿真可知，当以不同悬架动载荷为电液伺服系统负载干扰力时，与PID控制相比，本文设计的复合控制器在抑制系统稳态误差方面有了较大的提升，具有良好的鲁棒性，總体性能优于PID控制，达到设计要求。
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作者：赵强 秦玉彬 孙政 王娜