一种基于数字控制器的电液比例控制系统技术方案

一种基于数字控制器的电液比例控制系统，主要由控制系统和液压加载系统组成。该系统采用力值闭环实时控制，使得试验机在加载过程中加载速率和力值精度的控制得以改善，具有较高的动态性能和自动调整性。基于数字控制器的电液比例加载系统能够较好地满足试验机的加载要求，加在过程平稳且无超调产生并且能够使得力值控制精度在允许范围内。

Electro hydraulic proportional control system based on digital controller

An electro-hydraulic proportional control system based on a digital controller consists of a control system and a hydraulic loading system. The system uses force closed loop real-time control to improve the loading rate and force precision control of the test machine during loading. It has high dynamic performance and automatic adjustment. The electro-hydraulic proportional loading system based on the digital controller can meet the loading requirements of the test machine, and the process is smooth and free of overshoot, and the accuracy of the controllable value is within the allowable range.

【技术实现步骤摘要】
一种基于数字控制器的电液比例控制系统
本专利技术涉及一种基于数字控制器的电液比例控制系统，适用于机械领域。
技术介绍
材料机械强度特性测试是在材料试验机上完成的。在加载力较大时，材料试验机加载一般采用液压加载。根据国家标准，试验应在恒定升压速率条件下，保证其测试精度。如果采用普通的压力调节系统，加载速率和力值精度无法准确控制，不能满足国家标准试验方法的技术要求；伺服阀控制精度较高，能满足液压加载系统的控制精度要求，但其系统复杂，成本高，抗污能力差，维护困难，极大地限制了伺服阀的应用。而电液比例阀具有廉价、节能、维护方便、适应大功率控制的特点，并具有较高的控制精度。因此，采用比例压力控制系统，利用电液比例阀输出压力和输入电流成比例的特点，逐渐对负载施加压力。
技术实现思路
为了提高系统的控制精度，本专利技术提出了一种基于数字控制器的电液比例控制系统，采用力值闭环实时控制，使得试验机在加载过程中加载速率和力值精度的控制得以改善，具有较高的动态性能和自动调整性。本专利技术所采用的技术方案是：所述基于数字控制器的电液比例加载控制系统主要由控制系统和液压加载系统组成。其中控制系统包括单片机系统、比例放大器、压力传感器，它主要实现对加载系统加载过程的控制。液压加载系统包括液压源、电液比例阀、液压缸，主要执行控制系统的命令，完成对试件的加载。根据试验机对试验加载的技术要求，设计了恒定加载速度自动调整的数字控制器。它具有压力跟踪随动功能，根据压力传感器的反馈信号，不断调整控制器的输出，保证加载的力值精度以及加载升压速度恒定，符合国家规定的试验标准。试验加载中，通过数字控制器对其校正，使得系统平稳逼近到目标压力，并以无超调作为优化指标。在电液比例控制的液压加载试验机中，由于在输入信号变化时刻到信号相应时刻的时间较长，可以近似的看成是一个滞后环节，用1个一阶惯性环节加纯滞后环节来近似。根据大林算法，采用数字控制器所构成的闭环压力系统的传递函数相当于一个延迟环节和一个惯性环节相串联。根据不同的设计要求可以进行不同的加载速度设定。数字控制器的具体实现由单片机系统通过软件实现。将采集压力值与给定的压力值比较，得出偏差值e，调节器产生控制作用，使控制量朝着使偏差变小的方向变化。本专利技术的有益效果是：基于数字控制器的电液比例加载系统能够较好地满足试验机的加载要求，加在过程平稳且无超调产生并且能够使得力值控制精度在允许范围内。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术的系统原理图。图2是本专利技术的软件流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。如图1，基于数字控制器的电液比例加载控制系统主要由控制系统和液压加载系统组成。其中控制系统包括单片机系统、比例放大器、压力传感器，它主要实现对加载系统加载过程的控制。液压加载系统包括液压源、电液比例阀、液压缸，主要执行控制系统的命令，完成对试件的加载。根据试验机对试验加载的技术要求，设计了恒定加载速度自动调整的数字控制器。它具有压力跟踪随动功能，根据压力传感器的反馈信号，不断调整控制器的输出，保证加载的力值精度以及加载升压速度恒定，符合国家规定的试验标准。试验加载中，通过数字控制器对其校正，使得系统平稳逼近到目标压力，并以无超调作为优化指标。在电液比例控制的液压加载试验机中，由于在输入信号变化时刻到信号相应时刻的时间较长，可以近似的看成是一个滞后环节，用1个一阶惯性环节加纯滞后环节来近似。根据大林算法，采用数字控制器所构成的闭环压力系统的传递函数相当于一个延迟环节和一个惯性环节相串联。根据不同的设计要求可以进行不同的加载速度设定。数字控制器的具体实现由单片机系统通过软件实现。将采集压力值与给定的压力值比较，得出偏差值e，调节器产生控制作用，使控制量朝着使偏差变小的方向变化。电气控制系统为机场特种车辆训练模拟器提供动力电源和实现电气控制，包括主电源配电系统、主控制器、电气控制执行元件、到位检测元件等部分。机场特种车辆训练模拟器以外接三相电作为主电源，电气与控制系统要满足可靠性、安全性和室外工作环境的要求。逆变充电器具有将交流电整流为直流电和将直流电逆变为交流电两种功能。刀开关QKI控制电路是否接入电网；熔断器FU起短路保护作用；交流接触器触头KM1与KM2控制拖动液压泵工作的电动机运行，当其控制电路中的接触器线圈都得电后，则电动机起动，这里用AC380V，额定功率为5kW的电动机来带动液压泵。在模拟器工作前液压泵靠外电网电压供电，投入工作后不再需要液压泵运行，则切断外电源。为了安全与控制的平稳性，工作时，其他考核模拟器上面的测控设备一律使用电瓶供电。开机后，先检查电瓶电量是否需要充电，如果电量不足，则需要接入外电源进行充电，接通刀开关QK2。则将220V的交流电压通过逆变充电器变为24V的直流电输出，从而给电瓶充电，充电完成后应切断QK2。然后由电瓶直接或通过逆变充电器逆变为AC220V向其他测控设备供电。工作前，按下启动按钮SB2，继电器线圈KA通电，其常开触点KA闭合，即放开按钮SB2，线圈KA通过其触点KA仍导通，则电瓶开始向外供电，直到按下停止按钮SBI使线圈KA的触点断开，电瓶不再向外供电。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于数字控制器的电液比例控制系统，其特征是：所述基于数字控制器的电液比例加载控制系统主要由控制系统和液压加载系统组成。

【技术特征摘要】
1.一种基于数字控制器的电液比例控制系统，其特征是：所述基于数字控制器的电液比例加载控制系统主要由控制系统和液压加载系统组成。2.根据权利要求1所述的一种基于数字控制器的电液比例控制系统，其特征是：所述控制系统包括单片机系统、比例放大器、压力传感器，它主要实现对加载系统加载过程的控制。3.根据权利要求1所述的一种基于数字控制器的电液比例控制系统，其特征是：所述液压加载系统包括液压源、电液比例阀、液压缸，主要执行控制系统的命令，完成对试件的加载。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓波，
申请(专利权)人：李晓波，
类型：发明
国别省市：辽宁,21