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運動控制是同時控制加速度、速度和位置以執(zhí)行有用的任務(wù)共同。這一表述中的關(guān)鍵概念是所有三個變量:加速度經驗、速度和位置效果,都在控制之中增產∶摲f而出;仡櫼恍┗镜碾娨涸O(shè)計將有助于理解運動控制的概念。兩種傳統(tǒng)的液壓回路將用于說明這一點:離散或所謂的 bang-bang 方向控制和開環(huán)比例控制的方法。
這兩個回路將引導(dǎo)我們找到最終的解決方案:電液位置伺服機構(gòu)積極影響。結(jié)果表明,當(dāng)電液伺服設(shè)計合理且控制系統(tǒng)適合該任務(wù)時生產創效,結(jié)果就是一個真正的運動控制系統(tǒng)進一步提升,可滿足提高機器生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量的不同目標(biāo),同時降低總體生產(chǎn)成本。
液壓系統(tǒng)設(shè)計師應(yīng)在設(shè)計過程的早期就意識到提供有力支撐,為控制閥提供恒定壓力的動力裝置適合運動控制任務(wù)管理。圖 1 顯示了恒壓源的 ISO 符號及其行為圖。圖 2 以示意圖形式顯示了現(xiàn)實世界的恒壓源越來越重要。它通常由一個壓力補償泵組成穩中求進,并配有大型蓄能器以適應(yīng)伺服或比例閥的突然流量需求,以及一個單向閥不折不扣,以防止泵必須反轉(zhuǎn)以吸收任何可能被迫返回泵的流量。
圖 2 還顯示了傳統(tǒng)壓力補償泵的壓力-流量特性建立和完善。在低壓下,它表現(xiàn)為定量排量泵增多,提供幾乎恒定的流量紮實做,忽略內(nèi)部泄漏。當(dāng)壓力達(dá)到拐點值 PK 時規模設備,泵的壓力補償器開始工作支撐作用,排量會隨著壓力的升高而自動減小。因此至關重要,在壓力高于 PK 時著力提升,壓力補償泵幾乎充當(dāng)恒壓源。使用閉中心閥使該泵空轉(zhuǎn)肯定是安全的建設項目,不會有過壓的危險動手能力。
2. 實際的恒壓源由壓力補償泵、蓄能器和單向閥組成傳遞。這不是理想的恒壓源:壓力會根據(jù)組件的頻率響應(yīng)高于或低于平均壓力充分。
為了理解這些問題技術先進,假設(shè)圖 3 中的限位開關(guān) LS1 已關(guān)閉,左側(cè)電磁鐵通電技術節能,液壓缸以由供油壓力和閥門流量系數(shù)決定的速度將負(fù)載向右移動提高。在某個時刻,負(fù)載接合限位開關(guān)延伸,這會導(dǎo)致方向閥居中并阻塞所有端口有很大提升空間。負(fù)載將迅速減速,具體取決于其質(zhì)量、液壓缸尺寸以及控制閥的換向速度認為。在負(fù)載實際停止之前可能會發(fā)生嚴(yán)重的沖擊和振動,尤其是在負(fù)載質(zhì)量很大的情況下國際要求。
如果發(fā)生大沖擊紮實,機器部件會承受高應(yīng)力水平,從而縮短其使用壽命實事求是。還會出現(xiàn)非常高的壓力峰值(或通常所說的尖峰)自動化方案。這些壓力峰值會使液壓部件(包括缸管和密封件)過度受力,導(dǎo)致過早泄漏和故障結構。外部振動會使整個機器移動空間廣闊,對管道施加機械應(yīng)力,從而導(dǎo)致配件故障情況。
在振蕩停止過程中,如果力、壓力
或速度傳感器的輸出可以顯示在示波記錄儀器上等多個領域,通過記錄互動講,則可以測量振動的頻率。該頻率稱為流體機械共振頻率 (HMRF)哪些領域,可以使用多種方法中的任意一種來計算支撐能力。
自毀的可能性可能是離散控制系統(tǒng)的最大缺點。但是像一棵樹,停止點的可重復(fù)性差也可能是一個嚴(yán)重的缺點協同控製。當(dāng)系統(tǒng)設(shè)計人員使用限位開關(guān)啟動減速時,他們通常這樣做是因為應(yīng)用程序需要將負(fù)載停止在某個可預(yù)測和受控的位置高效利用。不幸的是體驗區,在離散系統(tǒng)中,幾個隨機效應(yīng)會導(dǎo)致最終停止點發(fā)生相當(dāng)大的變化品質。實際停止時間是一個復(fù)雜的函數(shù):
負(fù)載質(zhì)量的大小提供了遵循、
閥的換向時間、
閥芯重合位關(guān)閉的時間、
閥的泄漏利用好、
液壓缸內(nèi)泄漏參與水平、
液壓缸和負(fù)載內(nèi)的摩擦、
流體粘度有望,
以及數(shù)字控制器(PLC)的掃描時間(如果使用)智能設備。
交流電磁閥產(chǎn)生的閥門換向時間受交流電源線 60 或 50 Hz 正弦波切換瞬間的影響。閥門換向時間的隨機變化至少為半個線路周期的時間(60 Hz 系統(tǒng)中為 8.3 毫秒服務效率,50Hz 系統(tǒng)中為 10 毫秒)不要畏懼。這增加了閥門換向時間的正常隨機變化。
負(fù)載和液壓缸摩擦也會產(chǎn)生隨機變化蓬勃發展。這些受系統(tǒng)溫度的影響作用,工藝流體的粘度也是如此,這會將其自身的變化強加到停止時間中近年來。如果使用數(shù)字控制器,停止時間的隨機變化將至少等于一個完整的掃描間隔事關全面。數(shù)字控制器越慢交流等,變化越大。最終結(jié)果是發展目標奮鬥,當(dāng)對圖 3 中的系統(tǒng)進(jìn)行可重復(fù)性測試時自動化裝置,實際停止點將因試驗而異。
控制器被描繪成一個數(shù)字設(shè)備首次,可以通過傳統(tǒng)鍵盤輸入減速點流動性。作為數(shù)字設(shè)備,它在任何給定時刻只能關(guān)注一個項目或任務(wù)生產效率。也就是說反應能力,當(dāng)它“查看"減速設(shè)定點時,它不能查看位置傳感器輸出。這兩個事件之間必然存在時間差進行培訓。此外科普活動,PLC 可能還有許多其他任務(wù)會分散其注意力,例如監(jiān)測和控制溫度關鍵技術、油箱液位等逐漸完善。由此產(chǎn)生的延遲是控制器的掃描時間,它決定了系統(tǒng)的性能再獲。
因此穩定性,我們看到每個任務(wù)實際上是定期執(zhí)行的。一個任務(wù)(例如敢於挑戰,監(jiān)測位置傳感器輸出)的瞬間和再次執(zhí)行該任務(wù)的瞬間之間的總時間差是總掃描時間資源優勢。此外,事件發(fā)生的瞬間與控制器實際查看和看到事件的瞬間不同步過程中。這導(dǎo)致停止點隨機變化振奮起來。
繼續(xù)繞圖 4 的循環(huán),請注意特征更加明顯,控制器的輸出由啟停信號組成增多,該信號是根據(jù)減速設(shè)定點與位置傳感器的實際位置之間的比較而生成的。還請注意,來自控制器的啟停信號不直接連接到閥門電磁鐵估算。相反,它是通過斜坡發(fā)生器連接的達到。
斜坡發(fā)生器是許多比例閥放大器的常見選項深入各系統。如果命令輸入變?yōu)楦唠娖剑鼤⑤敵鲂逼律仙目赡苄?,直到等于命令電壓進一步推進。如果沒有斜坡,放大器輸出將幾乎與來自控制器的命令信號一樣快地跳升系列。但是使用斜坡發(fā)生器情況較常見,即使命令是一個步驟(如圖所示),輸出也是緩慢變化的閥門線圈信號標準。這可以防止閥芯突然跳到比例位置喜愛。相反,閥芯會緩慢打開或關(guān)閉主要抓手,從而提供相當(dāng)大的加速度控制保障。
斜坡電路配有微調(diào)電位器,允許用戶調(diào)整輸出變化的速率空間載體,從而控制閥芯移動的速率體製。這比離散方向系統(tǒng)中提供的開關(guān)控制有了重大改進(jìn)要落實好,因為沖擊大大減少。此外向好態勢,斜坡的可調(diào)性使用戶能夠立即反饋調(diào)整的有效性相對簡便。
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