一种电液执行器控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电液执行器控制系统，包括电源模块、信号采集模块、信号处理模块以及驱动模块；本发明专利技术提供的电源模块，交流侧采用熔断器进行过流保护，浪涌抑制器实现防雷和浪涌保护，交流滤波器实现交流侧滤波功能，再通过线性电源电路实现AC‑DC变换，将直流电源输入直流滤波器实现滤波和信号稳定功能，采用DC‑DC和电压调整器变换为多路直流电源，实现应用于复杂工况的电源系统，给电液执行器控制系统提供了稳定的工作电源。

An Electro-hydraulic Actuator Control System

The invention discloses an electro-hydraulic actuator control system, which includes power supply module, signal acquisition module, signal processing module and driving module; the power supply module provided by the invention adopts fuse for over-current protection on the AC side, surge suppressor for lightning protection and surge protection, AC filter for filtering on the AC side, and then AC_DC conversion through linear power supply circuit. The DC power supply is input into the DC filter to realize filtering and signal stabilization. The DC DC and voltage regulator are used to convert the DC power supply into multi-channel DC power supply to realize the power supply system applied in complex working conditions, which provides a stable working power supply for the electro-hydraulic actuator control system.

【技术实现步骤摘要】
一种电液执行器控制系统
本专利技术涉及电气控制装置，具体涉及一种电液执行器控制系统。
技术介绍
电液执行器，是一种直驱式电液伺服系统，也叫无阀伺服控制系统，通过控制交流伺服电机的转速、转向来控制液压缸的位移、速度和运动方向，从而实现大推力、高速度的运动控制。目前智能电液执行器仅在国外有成熟产品，如美国REXA、日本KOSO等，近年，国内也有厂家研发类似产品，如鞍山拜尔、中德石化、艾罗公司、恒春公司，但都未形成成熟产品和成熟的技术，在性能指标上尚未超过国外产品的实际指标。目前美国REXA公司的电液执行器产品代表着世界的先进水平，但在国内销售的REXA主流产品中，其控制系统的技术水平相对落后，大量使用上世纪80-90年代的电子元器件和电路技术，产品精度在常温下基本为0.15％左右，且不能做到全温区控制精度满足0.15％，线性度在0.05％左右，重复精度在0.10％左右，并且只能在-20℃～+50℃的环境下运行，若超过该温度运行，产品会自动锁定，不能正常工作。而国内目前可见的电液执行器控制系统常温下控制精度基本在0.2％左右，也不能做到全温区控制精度满足0.2％以内，工作温度区间也较小，不能达到工业宽温标准。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电液执行器控制系统，用以解决现有技术中的电液执行器控制系统的控制精度不高，温度适用范围不广等问题。为了实现上述任务，本专利技术采用以下技术方案：一种电液执行器控制系统，用于生成执行量控制动作系统，所述的控制系统包括电源模块、信号采集模块、信号处理模块以及驱动模块；所述的电源模块用于将电网接入的交流电转换为稳定的交流电，再将稳定的交流电转换为多种电压等级的直流电，将所述的稳定的交流电供给所述的驱动模块，将所述的直流电供给所述的驱动模块、信号采集模块以及信号处理模块；所述的信号采集模块用于高精度地采集通讯系统中的控制信号以及动作系统中的反馈信号，获得数字量形式的控制信号以及反馈信号；所述的信号处理模块，用于根据所述的数字量形式的控制信号以及反馈信号，利用闭环控制方法获得控制量；所述的驱动模块用于将所述的控制量转换为执行量；所述的电源模块包括依次连接的交流电源输入子模块、交直流转换子模块以及直流滤波子模块；所述的交流电源输入子模块用于将电网接入的交流电进行稳压后再滤波，获得稳定的交流电，供给所述的驱动模块；所述的交直流转换子模块用于将所述的稳定的交流电进行降压、整流再滤波，获得直流电，供给所述的驱动模块；所述的直流滤波子模块用于将所述的直流电进行直流滤波后再进行多路隔离，获得多种电压等级的直流电，供给所述的信号采集模块以及信号处理模块。进一步地，所述的交流电源输入子模块包括依次连接的熔断器、浪涌抑制器以及交流滤波器，电网接入的交流电输入熔断器后再输入浪涌抑制器，获得稳压后的交流电，所述稳压后的交流电输入所述的交流滤波器进行滤波，获得稳定的交流电；所述的交直流转换子模块包括线性电源以及直流滤波器，所述稳定的交流电输入线性电源后进行降压后再整流获得中间直流电，所述的中间直流电输入直流滤波器后进行滤波，获得直流电；所述的直流滤波子模块包括直流滤波器以及多个直流稳压隔离电路，所述的直流电输入直流滤波器后，获得滤波后的直流电，所述滤波后的直流电输入多个直流稳压隔离电路后，获得多种电压等级的直流电；所述的直流稳压隔离电路包括直流-直流降压子模块以及电压调整器，所述滤波后的直流电输入直流-直流降压子模块后，获得降压后的直流电，所述降压后的直流电输入电压调整器后，获得需要的电压等级的直流电。进一步地，所述的信号采集模块包括多个传感器、多个模拟量采集电路以及模拟量-数字量转换电路；所述的传感器用于采集动作系统中的反馈信号；所述的模拟量采集电路用于从通讯系统中的控制信号以及所述传感器中的反馈信号中高精度地采集模拟量形式的反馈信号；所述的模拟量-数字量转换电路用于将所述的模拟量形式的控制信号以及反馈信号转换为数字量形式的控制信号以及反馈信号。进一步地，所述的模拟量采集电路包括依次连接的隔离放大子电路以及二阶滤波子电路；所述的隔离放大子电路用于对通讯系统中的控制信号以及传感器中的反馈信号进行干扰信号的抑制后再进行隔离与放大，获得中间模拟量形式的控制信号以及反馈信号；所述的二阶滤波子电路用于对中间模拟量形式的控制信号以及反馈信号进行两次低通滤波，获得模拟量形式的控制信号以及反馈信号。进一步地，控制信号以及反馈信号进入所述的隔离放大子电路时，首先通过信号输入正极以及信号输入负极后，通过并联在输入正极以及信号输入负极上的第一电容进行控制信号以及反馈信号的隔离后，获得隔离后的控制信号以及反馈信号，将隔离后的控制信号以及反馈信号通过隔离放大器的信号输入端输入至隔离放大器中进行放大，获得放大后的控制信号以及反馈信号；将所述放大后的控制信号以及反馈信号输入至所述的二阶滤波子电路时，首先通过串联的第三电阻以及第四电阻以及所述的第一放大器的第一信号输入正端进入第一放大器，并且通过并联在第一放大器上的第七电容中进行第一次低通滤波，获得第一次低通滤波后的控制信号以及反馈信号；将第一次低通滤波后的控制信号以及反馈信号通过串联的第五电阻以及第六电阻与所述的第二放大器的第二信号输入正端输入第二放大器的内部，并且通过并联在第二放大器上的第八电容以及第九电容进行第二次低通滤波，获得模拟量形式的控制信号以及反馈信号。进一步地，所述的动作系统包括依次连接的伺服电机以及执行机构；所述的伺服电机用于根据所述的执行量进行转动，所述的执行量包括伺服电机的转速以及转向；所述的执行机构用于根据伺服电机的转动进行动作。本专利技术与现有技术相比具有以下技术效果：1、本专利技术提供的电液执行器控制系统中的二次分布式电源模块，交流侧采用熔断器进行过流保护，浪涌抑制器实现防雷和浪涌保护，交流滤波器实现交流侧滤波功能，再通过线性电源电路实现AC-DC变换，将直流电源输入直流滤波器实现滤波和信号稳定功能，采用DC-DC和电压调整器变换为多路直流电源，实现应用于复杂工况的电源系统，给电液执行器控制系统提供了稳定的工作电源；2、本专利技术提供的电液执行器控制系统中的模拟量采集电路，能够兼容4～20mA、0～20mA、4～24mA、0～5V的不同信号模式，能够实现低通滤波调节，对周期性交流干扰信号有有效的抑制功能，能够实现信号的隔离与放大，整个采集电路传输误差不超过满量程的0.01％，实现了多元化模拟信号的高精度采集功能；3、本专利技术提供的电液执行器控制系统中模拟量-数字量转换模块具备16位高精度输出，具备抗反向电压和反向电流的能力，具有TVS管和电涌保护器以确保电路不受外部冲击影响，保证了电路的工作稳定性。附图说明图1为本专利技术提供的电液执行器控制系统总体结构示意图；图2为本专利技术的一个实施例中提供的电源模块与其他模块连接示意图；图3为本专利技术的一个实施例中提供的模拟量采集电路结构示意图；图4为本专利技术的一个实施例中利用本专利技术提供的电液执行器控制系统在常温下定位精度曲线；图5为本专利技术的一个实施例中利用本专利技术提供的电液执行器控制系统在高低温下定位精度曲线。图中标号代表：1-第一信号输出端，2-第一信号输入负端，3-第一信号输入正端，4-第三接地端，5-第二信号输入正端，6-第二信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电液执行器控制系统，用于根据通讯系统发来的控制信号生成执行量控制动作系统，其特征在于，包括电源模块、信号采集模块、信号处理模块以及驱动模块；所述的电源模块用于将电网接入的交流电转换为稳定的交流电，再将稳定的交流电转换为多种电压等级的直流电，将所述的稳定的交流电供给所述的驱动模块，将所述的直流电供给所述的驱动模块、信号采集模块以及信号处理模块；所述的信号采集模块用于高精度地采集通讯系统中的控制信号以及动作系统中的反馈信号，获得数字量形式的控制信号以及反馈信号；所述的信号处理模块，用于根据所述的数字量形式的控制信号以及反馈信号，利用闭环控制方法获得控制量；所述的驱动模块用于将所述的控制量转换为执行量；所述的电源模块包括依次连接的交流电源输入子模块、交直流转换子模块以及直流滤波子模块；所述的交流电源输入子模块用于将电网接入的交流电进行稳压后再滤波，获得稳定的交流电，供给所述的驱动模块；所述的交直流转换子模块用于将所述的稳定的交流电进行降压、整流再滤波，获得直流电，供给所述的驱动模块；所述的直流滤波子模块用于将所述的直流电进行直流滤波后再进行多路隔离，获得多种电压等级的直流电，供给所述的信号采集模块以及信号处理模块。...

【技术特征摘要】
1.一种电液执行器控制系统，用于根据通讯系统发来的控制信号生成执行量控制动作系统，其特征在于，包括电源模块、信号采集模块、信号处理模块以及驱动模块；所述的电源模块用于将电网接入的交流电转换为稳定的交流电，再将稳定的交流电转换为多种电压等级的直流电，将所述的稳定的交流电供给所述的驱动模块，将所述的直流电供给所述的驱动模块、信号采集模块以及信号处理模块；所述的信号采集模块用于高精度地采集通讯系统中的控制信号以及动作系统中的反馈信号，获得数字量形式的控制信号以及反馈信号；所述的信号处理模块，用于根据所述的数字量形式的控制信号以及反馈信号，利用闭环控制方法获得控制量；所述的驱动模块用于将所述的控制量转换为执行量；所述的电源模块包括依次连接的交流电源输入子模块、交直流转换子模块以及直流滤波子模块；所述的交流电源输入子模块用于将电网接入的交流电进行稳压后再滤波，获得稳定的交流电，供给所述的驱动模块；所述的交直流转换子模块用于将所述的稳定的交流电进行降压、整流再滤波，获得直流电，供给所述的驱动模块；所述的直流滤波子模块用于将所述的直流电进行直流滤波后再进行多路隔离，获得多种电压等级的直流电，供给所述的信号采集模块以及信号处理模块。2.如权利要求1所述的电液执行器控制系统，其特征在于，所述的交流电源输入子模块包括依次连接的熔断器、浪涌抑制器以及交流滤波器，电网接入的交流电输入熔断器后再输入浪涌抑制器，获得稳压后的交流电，所述稳压后的交流电输入所述的交流滤波器进行滤波，获得稳定的交流电；所述的交直流转换子模块包括线性电源以及直流滤波器，所述稳定的交流电输入线性电源后进行降压后再整流获得中间直流电，所述的中间直流电输入直流滤波器后进行滤波，获得直流电；所述的直流滤波子模块包括直流滤波器以及多个直流稳压隔离电路，所述的直流电输入直流滤波器后，获得滤波后的直流电，所述滤波后的直流电输入多个直流稳压隔离电路后，获得多种电压等级的直流电；所述的直流稳压隔离电路包括直流-直流降压子模块以及电压调整器，所述滤波后的直流电输入直流-直流降压子模块后，获得降压后的直流电，所述降压后的直流电输入电压调整器后，获得需要的电压等级的直流电。3.如权利要求2...

【专利技术属性】
技术研发人员：田中山，井健，赖少川，董珊珊，杨昌群，张书荣，刘维国，徐中节，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，西安航天动力研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11