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耦合三通道压力输出曲线

耦合三通道压力输出曲线

[来源:http://www.hqmotorcn.com/]    [作者:东莞电机厂]    [日期:2017-11-15 11:39]    [热度:]

在采用平均偏差耦合的控制方式,三通道的输出压力具有较好的同步性能,当其中的任一通道受到外部扰动时,其余通道都可以实现较好的跟随响应,但是由其同步误差曲线可知,在扰动跟随过程中的跟随效果并不是很理想,存在0.2Mpa左右的误差精度。为了进一步改善同步控制的精度,继续在上述控制方式的基础上分别加入常规PID算法和模糊PID算法进行仿真分析,最后的输出响应结果如图1, 2所示。

图1:基于PID的平均偏差耦合的三通道压力输出曲

基于PID的平均偏差耦合的三通道压力输出曲

图2:基于模糊PID的平均偏差耦合的三通道压力输出曲线

基于模糊PID的平均偏差耦合的三通道压力输出曲线

在进行上述的同步控制过程中加入PID和模糊PID的控制方式,对同步控制效果有较好的改善,系统的同步误差从0.2MPa降低到了0.1MPa。从超调量,稳态时间等指标来观察,模糊PID的控制效果要优于普通PID的控制效果。

加权平均偏差耦合的控制思想是基于平均偏差耦合的控制思想。由于系统各通道虽然结构一样,但各机构本身总会存在一定的差异,对于相同的干扰所引起的响应也不一样,因此在各通道负载改变或受到干扰时,将误差较大的通道作为主通道,其他通道作为从通道,即主通道的权值相比于其他通道的权值较大,并且各通道的权值总和为1。

图3:基于加权平均偏差耦合的压力补偿器

基于加权平均偏差耦合的压力补偿器

平均偏差耦合相比,此控制方式中加入了权值,因此其余通道对本身误差较大的通道就会有更好的跟随性,这样当系统中出现外部扰动时,就可以在一定程度上提高系统的同步性。当其中一个通道受到外部扰动时,其余两个通道都能进行较好的跟随,具有一定的同步性,但是从这两种控制效果的同步误差曲线中可以发现,加权平均偏差耦合控制策略下的同步误差要小于平均偏差耦合的。同样为了降低系统的同步误差,模糊PID控制算法的控制效果与普通PID的控制效果之后同步效果都具有较好的改善,即可以获得较小的同步误差。

 

对金刚石压机的压力电驱动补偿方式即电动直驱式的压力控制系统的理论分析结果,设计搭建实验平台,并且对系统的性能进行相关的实验分析,为实际的工程应用提供实验依据。该实验系统主要包括机械硬件平台,供电电路的电气控制,运动控制,液压变送器的液压信号采集以及它们之间的数据交换和控制。

 

针对合成金刚石过程中的超压和补压阶段中的压力控制系统进行实验设计。由于本系统在实际的应用中是采用三通道的分布方式,所以在控制过程中必须要保证三通道有较好的压力同步性能。电动直驱压力控制系统主要利用东莞电机带动丝杠来推动液压缸的活塞运动而产生液压的,因此在整个机械过程中要保证丝杠和液压缸活塞之间的刚性连接,且要保证在同一水平线上。其机械硬件平台设计如图4所示,其中主要包括电动伺服部分,液压动力部分以及压力反馈部分,伺服电机主要由伺服驱动器来进行控制。

图4:机械硬件平台设计图

机械硬件平台设计图
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