滤除力矩马达对控制器反向干扰的方法技术

一种滤除力矩马达对控制器反向干扰的方法，通过改进滤波器与接口电路，在运算放大器N1与功率三极管V2之间的串连联接电容C2和电容C3，并且将电阻R5的一端连接在电容C2和电容C3之间的公共连接点上，将电阻R5的另一端接到电流反馈放大电路的负端，形成高频信号通路。在运算放大器N1与功率三极管V2之间的串连联接电阻R3和电阻R4，并且将电容C1的正极端连在电阻R3和电阻R4的公共连接点上，将电容C1负极端连接到电流反馈放大电路的负端，形成低频信号通路。本发明专利技术克服了现有技术中存在的液压控制系统虚警率过高的不足，对动态响应品质要求较高的电液伺服控制系统有比较明显的效果。

Method for eliminating reverse interference of torque motor to controller

A filtering method for torque motor controller reverse interference, by improving the filter and the interface circuit between the N1 and the power amplifier triode V2 series connected capacitor C2 and the capacitor C3, and the public even contact end of the resistor is connected between the capacitor R5 C2 and capacitor C3 on the other end of the resistor is R5 to the negative side current feedback amplifier circuit, high frequency signal pathway. Between the N1 and the power amplifier triode V2 series connected resistor R3 and a resistor R4 and capacitor C1, is extremely even in the common connection point of a resistor R3 and a resistor R4, the capacitor C1 is connected to the negative terminal of extreme negative current feedback amplifier circuit, the formation of low frequency signal pathway. The invention overcomes the defects that the false alarm rate of the hydraulic control system is too high in the prior art, and has obvious effect on the electro-hydraulic servo control system with high dynamic response requirement.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电液伺服阀控制领域，具体是一种滤除力矩马达对控制器反向干扰的方法。
技术介绍
电液伺服阀是电液伺服控制系统中的核心部件，按电液伺服阀控制的输出量通常可分为电液流量伺服阀和电液压力伺服阀两种，无论是哪一种形式的电液伺服阀，其中都有力矩马达。图1为射流管式电液压力伺服阀的基本结构原理图，力矩马达上有一个磁钢17，通过极靴18和衔铁19在极靴18和衔铁19之间的气隙之间产生固定的磁场，在线圈组件20通入来自外部控制器输出的控制电流信号后，线圈组件20在力矩马达上产生一定的电磁力矩，推动衔铁19发生偏转，克服其连接的弹性支撑21的弹力使射流管22产生一定的位移，射流通过喷嘴23，在接受器24上产生控制压力，驱动伺服阀的阀芯25，克服复位弹簧26的弹力产生移动；当电液伺服阀输出与控制电流相对应的压力后，阀芯处于平衡状态。现有技术中，接口电路由电流反馈放大电路和驱动放大电路两级放大电路组成；所述电流反馈放大电路的输出作为驱动放大电路的输入；所述的滤波器要对电流反馈放大电路的输出电压进行滤波处理。具体是，采用控制器输出的电流来实现对电液伺服阀的流量或者压力控制，控制器中控制电路末端都有一个输出接口电路，将控制电路或者CPU计算得到的电压控制信号变成电流信号，来完成对电液伺服阀的控制，使其输出要求的流量或者压力。图2给出了一个普通压流变换的输出接口电路。接口电路以电压信号Vi为输入，控制通过电液伺服阀线圈Rf14上的电流，电阻R111为电流的反馈电阻，与运算放大器N112构成电流误差的放大电路，通过二极管V116向功率三极管V216提供放大的误差信号，通过功率三极管V216和电阻R215在电液伺服阀线圈Rf14上产生所需的驱动电流。在实际的控制系统中，往往还另外设计有检测电路，对控制接口电路加在电液伺服阀线圈上的电压进行实时监测，以判断电液伺服阀是否出现电路故障，而在实际工作状态下，受诸如油源压力的波动、振动、冲击等环境的影响，控制器监测到的加在电液伺服阀线圈上的电压会产生巨幅的不规则变化，偏离正常的电压范围，诱发控制器的检测电路发出故障指示，其结果就是令控制系统表现为虚警，甚至于让控制系统根本无法正常工作。目前解决这类问题的办法是，如果这种伺服阀对控制器的反向干扰不很严重，只是虚警，那么可以考虑限制液压控制系统的检测条件，只允许液压控制系统处于静态下，甚至在不接通液压源的情况下对控制电路及伺服阀进行故障检测，而在实际工作环境下再屏蔽故障检测功能，以防止虚警；但是当这种反向干扰比较严重时，就只能取掉控制器中的故障检测电路。这两种办法都会降低液压控制系统的故障监测能力，并对系统的正常工作带来隐患。采用这种常规的方法无论从哪个角度来看，均不能从根本上解决现实存在的电液伺服阀控制回路故障监测及虚警的问题。引起电液伺服阀控制回路故障监测虚警问题的根本原因是力矩马达衔铁及弹性元件的振动。究其故障原因是电液伺服阀受外界干扰，诸如油源压力的波动、振动、冲击等环境的影响，力矩马达中的衔铁及其连接的弹性元件会产生一定的振动，使力矩马达的电磁回路中的磁阻产生波动，从而令加在电液伺服阀线圈上的电压产生巨幅的不规则变化，偏离正常的电压范围，导致控制器的检测电路提示故障。由于电子控制技术与液压系统隶属不同的专业，在实际的电液伺服系统调试和工作中发现此类问题时，往往不能进行准确的故障机理分析和故障定位，导致目前的这种简单的处理方式，在本专利技术中明确指出了引起电液伺服阀控制回路故障监测虚警问题的根本原因，并提出了对控制器的输出接口电路进行滤波处理的方法，而且不会影响系统的动态工作特性，通过最苛刻试验条件下的考验及实际使用验证表明，采用本专利技术所述方法确实解决了受诸如油源压力的波动、振动、冲击等环境的影响而引发的电液伺服阀控制回路故障监测虚警问题。经检索，现有技术中有大量对电液伺服阀和控制器等各自单独产品的抗振动设计及振动特性仿真计算分析内容，与本专利技术有一定的相关性，但尚无在电液伺服阀和控制器相结合来研究分析在诸如油源压力的波动、振动、冲击等环境下，电液伺服阀对控制器的硬件电路产生反向干扰的研究的报道，本专利技术通过对这方面的机理进行了研究，并且提出了具有可操作性的设计改进处理方法，在实际的一个电液伺服控制系统中进行了应用，解决了实际系统中存在的问题。
技术实现思路
为克服现有技术中存在的因受诸如油源压力的波动、振动、冲击等环境的影响而引发电液伺服阀控制回路故障监测虚警的不足，本专利技术提出了一种滤除力矩马达对控制器反向干扰的方法。本专利技术的具体过程是：步骤1，确定带阻滤波器的中心频率确定带阻滤波器的中心频率为80HZ。步骤2，确定滤波器电路的元件参数所述确定的元件参数包括确定电阻的阻值和电容的容值。确定的电阻R3的阻值r3和电容C1的容值c1，使r3和c1满足公式： r 3 c 1 = 1 π f - - - ( 1 ) ]]>其中：f为带阻滤波器的中心频率，单位为HZ；r3为电阻R3的阻值，单位：Ω；c1为电容C1的容值，单位：F；确定的电阻R5的阻值r5和电容C2的容值c2，使阻值r5和电容C2的容值c2满足公式： r 5 c 2 = 1 4 π f - - - ( 2 ) ]]>其中：r5为电阻R5的阻值，单位：Ω；c2为电容C2的容值，单位：F；确定的电阻R4的阻值r4＝r3＝1.8KΩ；电容C3的容值c3＝c2＝2.2uF。步骤3，滤波器与接口电路的改进所述的接口电路将控制电压信号转换为电流信号，所述接口电路由电流反馈放大电路和驱动放大电路两级放大电路组成，电流反馈放大电路的输出信号即该运算放大器N12的7脚；驱动放大电路的输入端即运算放大器V23的基极。所述的滤波器要对电流反馈放大电路的输出电压进行滤波处理，将滤波后的电压信号再作为驱动放大电路的输入。在对滤波器与接口电路改进时，将运算放大器N1与功率三极管V2之间的二极管V1去掉，在所述运算放大器N1与功率三极管V2之间的串连联接电容C2和电容C3，并且将电阻R5的一端连接在电容C2和电容C3之间的公共连接点上，将电阻R5的另一端接到电流反馈放大电路的负端，形成高频信号通路；同时，在所述运算放大器N1与功率三极管V2之间的串连联接电阻R3和电阻R4，并且将电容C1的正极端连在电阻R3和电阻R4的公共连接点上，将电容C1负极端连接到电流反馈放大电路的负端，形成低频信号通路。本专利技术克服了现有技术中存在的电液伺服阀容易受诸如油源压力的波动、振动、冲击等环境的影响，而使控制线圈上的电压产生变化，偏离正常的电压范围，诱发控制器的检测电路产生故障指示，导致液压控制系统虚警率过高的不足，本专利技术提出了一种削弱电液伺服阀力矩马达特征本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种滤除力矩马达对控制器反向干扰的方法，其特征在于，具体过程是：步骤1，确定带阻滤波器的中心频率：确定带阻滤波器的中心频率为80HZ；步骤2，确定滤波器电路的元件参数：所述确定的元件参数包括确定电阻的阻值和电容的容值；步骤3，滤波器与接口电路的改进：所述的接口电路将控制电压信号转换为电流信号，所述接口电路由电流反馈放大电路和驱动放大电路两级放大电路组成，电流反馈放大电路的输出信号即该运算放大器N12的7脚；驱动放大电路的输入端即运算放大器V23的基极；所述的滤波器要对电流反馈放大电路的输出电压进行滤波处理，将滤波后的电压信号再作为驱动放大电路的输入。

【技术特征摘要】
1.一种滤除力矩马达对控制器反向干扰的方法，其特征在于，具体过程是：步骤1，确定带阻滤波器的中心频率：确定带阻滤波器的中心频率为80HZ；步骤2，确定滤波器电路的元件参数：所述确定的元件参数包括确定电阻的阻值和电容的容值；步骤3，滤波器与接口电路的改进：所述的接口电路将控制电压信号转换为电流信号，所述接口电路由电流反馈放大电路和驱动放大电路两级放大电路组成，电流反馈放大电路的输出信号即该运算放大器N12的7脚；驱动放大电路的输入端即运算放大器V23的基极；所述的滤波器要对电流反馈放大电路的输出电压进行滤波处理，将滤波后的电压信号再作为驱动放大电路的输入。2.如权利要求1所述滤除力矩马达对控制器反向干扰的方法，其特征在于，确定的电阻R3的阻值r3和电容C1的容值c1，使r3和c1满足公式： r 3 c 1 = 1 π f - - - ( 1 ) ]]>其中：f为带阻滤波器的中心频率，单位为HZ；r3为电阻R3的阻值，单位：Ω；c1为电容C1的容值，单位：F；...

【专利技术属性】
技术研发人员：张谦，张颖姝，
申请(专利权)人：西安航空制动科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61