四川薄板拉伸機(jī)液壓伺服控制方案設(shè)計(jì)選型(推薦之二:2024已更新)

四川薄板拉伸機(jī)液壓伺服控制方案設(shè)計(jì)選型(推薦之二:2024已更新)北京思路盛,在機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，控制是實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定和可靠操作的關(guān)鍵。運(yùn)動(dòng)控制器作為一種重要的控制系統(tǒng)，能夠?yàn)闄C(jī)器人提供的定位姿態(tài)控制和速度控制等功能，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的操作。本文將介紹運(yùn)動(dòng)控制器在實(shí)現(xiàn)控制方面的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用。運(yùn)動(dòng)控制器實(shí)現(xiàn)控制的利器

的控制就是將持續(xù)的反饋和閉環(huán)控制相結(jié)合·閉環(huán)控制將反饋裝置發(fā)送的位置反饋信號(hào)和理想位置做比較·誤差與比例增益(將位置誤差單元轉(zhuǎn)化為輸出電壓或電流信號(hào)的比率相乘對(duì)輸出產(chǎn)生作用·誤差越大糾正這個(gè)誤差的輸出信號(hào)就越大·的控制器用積分(I增益微分(D增益及前饋增益來(lái)提高比例(P增益·使用閉環(huán)控制主要是因?yàn)樗撵`活性準(zhǔn)確性速度可控性以及在不同工況(例如負(fù)載變化下保持調(diào)節(jié)的能力·隨著生產(chǎn)率要求的提高，越來(lái)越多的設(shè)備和生產(chǎn)過(guò)程需要使用更復(fù)雜的閉環(huán)控制器·

閉環(huán)控制控制模式?正交TTL編碼器?模擬信號(hào)接口±10V和4-20mARS-422開(kāi)始/結(jié)束和PWM信號(hào)?磁致伸縮線性位移傳感器(MDT線性和單圈或多圈旋轉(zhuǎn)軸?同步串行接口(SSI?用于RMCTools軟件調(diào)試以及RMCLinkActiveX和.Net程序?USB接口?Profinet?FINS(Omron

這就像是給彈簧的一端施加力并使彈簧壓縮，才能使彈簧另一端相連的物體運(yùn)動(dòng)。加速度前饋增益參數(shù)是實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)油液的“彈性”或可壓縮性的補(bǔ)償?shù)谋匾疤帷Ｔ诩铀龠\(yùn)動(dòng)階段，加速度前饋會(huì)增大控制信號(hào)，使更多的能量通過(guò)液壓閥流入執(zhí)行元件，達(dá)到補(bǔ)償油液壓縮造成的能量損失的目的。彈簧受壓并將部分能量?jī)?chǔ)存為勢(shì)能，而并不是將所有能量都轉(zhuǎn)化為物體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能。用加速度前饋來(lái)補(bǔ)償流體壓縮正是這部分轉(zhuǎn)化的勢(shì)能使活塞缸在加速時(shí)滯后于目標(biāo)位置，這就需要用加速度前饋增益來(lái)補(bǔ)償。運(yùn)動(dòng)控制器使用加速度前饋增益估算所需的控制信號(hào)(加速度的函數(shù)大小。一個(gè)液壓系統(tǒng)就像是兩個(gè)彈簧(系統(tǒng)內(nèi)的液壓油作用于之間的一個(gè)物體(活塞和載荷。理想狀況下，流入油缸的液壓油產(chǎn)生的能量應(yīng)該完全轉(zhuǎn)化為活塞運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能，但是實(shí)際上，有部分能量將用于增加系統(tǒng)壓力以提供帶動(dòng)物體運(yùn)動(dòng)的力。

四川薄板拉伸機(jī)液壓伺服控制方案設(shè)計(jì)選型(推薦之二:2024已更新)，有時(shí)，將開(kāi)環(huán)回路和閉環(huán)回路結(jié)合是***好的辦法·在上述的壓力機(jī)設(shè)備中也許不需要軸聯(lián)動(dòng)·很多設(shè)備，比如單軸壓力機(jī)，在工裝模具接近工件之前并不需要的控制·在這種情況下，執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以使用開(kāi)環(huán)控制以高速向下運(yùn)動(dòng)·當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)即將接觸到工件時(shí)，系統(tǒng)被轉(zhuǎn)換為閉環(huán)控制·一旦工裝模具接觸到加工材料，邏輯控制就將實(shí)現(xiàn)從閉環(huán)位置控制到閉環(huán)壓力或力控制(通過(guò)使用壓力傳感器的無(wú)縫轉(zhuǎn)換·

這使得機(jī)器的控制性能變更高，同時(shí)由于使運(yùn)行平順隱定，機(jī)器壽命也得以增長(zhǎng)。用前饋增益來(lái)簡(jiǎn)化閉環(huán)調(diào)試閉環(huán)控制系統(tǒng)的不斷進(jìn)步促使了運(yùn)動(dòng)控制器的發(fā)展，使其能夠更人限度地發(fā)揮液壓能的優(yōu)勢(shì)，來(lái)滿(mǎn)足對(duì)今天的工業(yè)運(yùn)動(dòng)控制愈加的要求。包含比例，積分，微分(P，I和D增益參數(shù)的控制環(huán)路已經(jīng)成為運(yùn)動(dòng)控制器的標(biāo)準(zhǔn)功能，而控制諒法的逐漸優(yōu)化又引進(jìn)增加其他控制參數(shù)，比如前饋增益，來(lái)滿(mǎn)足增加的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)響應(yīng)，同時(shí)減小位置和速度誤差。

四川薄板拉伸機(jī)液壓伺服控制方案設(shè)計(jì)選型(推薦之二:2024已更新)，電液伺服控制器與液壓系統(tǒng)的集成可以實(shí)現(xiàn)高精度的控制。通過(guò)電液伺服控制器的控制，可以實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和姿態(tài)調(diào)整，從而提高系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)精度和穩(wěn)定性。電液伺服控制器與液壓系統(tǒng)的集成可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保。通過(guò)電液伺服控制器的控制，可以降低液壓系統(tǒng)的能耗和減少對(duì)環(huán)境的影響，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目標(biāo)。

四川薄板拉伸機(jī)液壓伺服控制方案設(shè)計(jì)選型(推薦之二:2024已更新)，使用比例閥的開(kāi)環(huán)控制一一用比例閥替代高低速(大/小流量開(kāi)關(guān)閥可以提高度以及產(chǎn)量.甚至簡(jiǎn)單的系統(tǒng)也可以在沒(méi)有達(dá)到“斜坡區(qū)域”之前運(yùn)用開(kāi)環(huán)控制.當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)接近預(yù)設(shè)的目標(biāo)點(diǎn)時(shí)，輸出信號(hào)按設(shè)定的剩余距離函數(shù)的“斜坡”下降.這并不是嚴(yán)格的閉環(huán)控制，因?yàn)檎`差(實(shí)際位置和目標(biāo)位置之間的距離并沒(méi)有被用作反饋.然而當(dāng)負(fù)載相對(duì)恒定時(shí)這是一種有效的控制方法.

裝配帶有位置-壓力/力控制能力的閉環(huán)運(yùn)動(dòng)控制器，能提高老機(jī)器的性能使其達(dá)到甚至超過(guò)新機(jī)器的性能.擁有機(jī)器的客戶(hù)通常都希望能夠延長(zhǎng)機(jī)器的壽命，提高生成效率和產(chǎn)品質(zhì)量.把老舊的開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)升級(jí)改造為閉環(huán)的位置-壓力/力控制系統(tǒng)，為客戶(hù)們提供了另一個(gè)層面的控制選擇.例如，一家紙漿廠客戶(hù)近升級(jí)改造了一個(gè)木纖維磨漿機(jī)磨板的位置控制系統(tǒng).原來(lái)的專(zhuān)用控制器已不能滿(mǎn)足靈活地適應(yīng)不同木質(zhì)纖維材料的加工需求，這也成為了一個(gè)保養(yǎng)難題.升級(jí)改造的結(jié)果是，新的控制系統(tǒng)不但更加靈活地使生產(chǎn)效率大大提高.同時(shí)還避免了導(dǎo)致磨板損壞情況的發(fā)生.

當(dāng)實(shí)際應(yīng)用需要的時(shí)間常數(shù)為毫秒級(jí)時(shí)，PLC中PID的時(shí)間常數(shù)卻只有分鐘級(jí)。對(duì)于壓力控制，必須使用專(zhuān)為壓力控制而設(shè)計(jì)的控制器。準(zhǔn)則4PLC不一定是***好的選擇。PLC中PID的功能初是被設(shè)計(jì)用來(lái)控制溫度或者氣壓的，而不是用于壓縮比極小的流體的。

個(gè)問(wèn)題出現(xiàn)在試圖做一個(gè)簡(jiǎn)單的位置移動(dòng)時(shí)。然而，這種控制模式存在兩個(gè)問(wèn)題。執(zhí)行機(jī)構(gòu)保持運(yùn)動(dòng)，直到位置或力中的任何一個(gè)到達(dá)設(shè)定值為止。在大多數(shù)應(yīng)用中，這個(gè)問(wèn)題很容易解決，只要做到僅使用位置控制模式而忽略力反饋即可。在這種情況下，力和位置都將達(dá)不到設(shè)定值,不過(guò)至少二者都不會(huì)超過(guò)設(shè)定值。這使得設(shè)定一個(gè)安全的位置點(diǎn)成為可能，在這點(diǎn)上即使負(fù)載或阻礙突然撤銷(xiāo)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)也會(huì)停止動(dòng)作。首先是在實(shí)際的位置和力都非常接近設(shè)定值的時(shí)候。因?yàn)樵谖恢每刂颇Ｊ较拢钊怯闪?lái)加速的，所以力的PID會(huì)輸出，致使執(zhí)行機(jī)構(gòu)落后于目標(biāo)位置。帶有力的位置控制模式(模式在許多應(yīng)用上是更好的選擇。在這種模式下，控制器對(duì)位置和力的PID平行運(yùn)作，并使用兩個(gè)的PID和前饋控制信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

使系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)更加穩(wěn)定，減少浪費(fèi)和降低廢品率·例如，用于塑料注模機(jī)時(shí)，可有助于消除制造中的瑕疵“毛邊”·可以減小或消除導(dǎo)致傳感器損壞和系統(tǒng)液壓油泄漏的壓力峰值，從而減少保養(yǎng)費(fèi)用，延長(zhǎng)機(jī)器壽命·通過(guò)增加一個(gè)的力反饋裝置，控制器可以地控制作用力的大小·其優(yōu)點(diǎn)如下

四川薄板拉伸機(jī)液壓伺服控制方案設(shè)計(jì)選型(推薦之二:2024已更新)，理想狀態(tài)下，系統(tǒng)完全可以只用前饋增益來(lái)運(yùn)作.但實(shí)際上，負(fù)載會(huì)變化而且系統(tǒng)中存在非線性部分，因此運(yùn)動(dòng)控制器需通過(guò)PID增益來(lái)輔助前饋功能.如果系統(tǒng)負(fù)載的增大要求用32%的控制信號(hào)代替之前的30%控制信號(hào)來(lái)達(dá)到3inch/sec，控制環(huán)路中的PID增益只須要提供2%的控制信號(hào)增益.由速度前饋提供的30%的控制信號(hào)，則完成了絕大部分的工作.

值得注意的是，預(yù)期的運(yùn)動(dòng)控制會(huì)受到不同因素的影響·輸出信號(hào)可以由PID控制的負(fù)反饋獲得，可以由前饋的計(jì)算獲得，也可由兩者的組合而獲得·無(wú)論是何種情況，在相同條件下獲得相同的控制信號(hào)都能使系統(tǒng)達(dá)到相同的速度·系統(tǒng)并不在乎控制信號(hào)是從前饋中得到的還是在PID控制中得到的·如果系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)速度不高，為什么不僅僅提高PID增益呢?因?yàn)橐_保系統(tǒng)的穩(wěn)定性時(shí)，用于計(jì)算的反饋增益不能過(guò)大·通常，在不引起震蕩和失穩(wěn)的條件下，想單靠增大PID增益來(lái)把誤差減小到可接受的水平是不可能的·從前饋中獲得控制信號(hào)的好處在于，前饋不須要像PID控制那樣依靠誤差信號(hào)來(lái)生成控制信號(hào)·設(shè)計(jì)穩(wěn)定和便于調(diào)試的系統(tǒng)的關(guān)鍵，在于利用前饋來(lái)產(chǎn)生盡可能多的控制信號(hào)，同時(shí)盡量減少使用PID控制獲得控制信號(hào)，這樣結(jié)果的誤差就會(huì)達(dá)到·設(shè)計(jì)者要利用PID單元，去補(bǔ)償系統(tǒng)的環(huán)境因素(如溫度和濕度和系統(tǒng)響應(yīng)中會(huì)隨時(shí)間改變的非線性部分(如系統(tǒng)的變化載荷，這些參數(shù)在前饋中是無(wú)法進(jìn)行預(yù)測(cè)估值的·