一种用于汽车道路模拟的电液伺服控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种用于汽车道路模拟的电液伺服控制系统及方法，其中工控计算机的输入端与位移传感器的输出端相连，工控计算机的输出与比例－积分－微分电路的输入端相连，位移传感器的输出端与比例－积分－微分电路的另一个输入端相连，比例－积分－微分电路的输出端与伺服阀驱动器的输入端相连，伺服阀驱动器的输出端与伺服阀的输入端相连，伺服阀的输出端与作动器的输入端相连，作动器的输出端与位移传感器的输入端相连。采用工控计算机为主控制器、ＰＩＤ电路为副控制器的双环串联的控制方式，既弥补了现有伺服系统硬件控制器控制精度不高的缺陷，又克服了计算机实时性不强的特性，控制效果显著、开发周期短、成本低、系统可升级性强、维护方便。

Electrohydraulic servo control system and method for vehicle road simulation

The invention discloses a method for electro-hydraulic servo control system and method for vehicle road simulation, the input and output displacement sensor of the industrial control computer is connected with the computer output and proportional integral differential circuit is connected with the input end, displacement sensor output is the input of another with proportional integral differential the circuit is connected with the output end of a proportional integral differential circuit and servo driver is connected with the input end and output end of the servo valve drive and servo valve is connected with the input end, the output end of the servo valve and actuator is connected with the input terminal of the actuating device and the output end of the displacement sensor input connected. The control method of industrial control computer, PID as the main controller circuit auxiliary controller series, which make up the defects of the existing control precision of the servo system hardware controller, and overcome the characteristics of computer is not real-time, control effect, short development cycle, low cost, the system can be easily upgraded and convenient maintenance.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
主要采用单片机或数字信号处理器(Digital Signal Processors，DSP)实现的电液伺服控制系统，控制精度要求比较高时，控制算法往往比较复杂，用底层语言开发的过程复杂且成本高、开发周期长、系统升级较难；而主要采用软件实现的电液伺服控制系统，由于WINDOWS是非实时操作系统，在解决实时控制问题上显得力不从心。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了解决以上问题，提供。为实现上述目的，本专利技术提出一种用于汽车道路模拟的电液伺服控制系统，包括工控计算机、比例-积分-微分电路、伺服阀驱动器、伺服阀、作动器和位移传感器，工控计算机的输入端与位移传感器的输出端相连，工控计算机的输出与比例-积分-微分电路的输入端相连，工控计算机根据期望的路谱信号和采集的上一时刻的位移信号输出控制指令，位移传感器的输出端与比例-积分-微分电路的另一个输入端相连，比例-积分-微分电路的输出端与伺服阀驱动器的输入端相连，比例-积分-微分电路根据控制指令和采集的位移信号输出校正信号，伺服阀驱动器的输出端与伺服阀的输入端相连，伺服阀驱动器放大校正信号生成电流信号作用于伺服阀，伺服阀的输出端与作动器的输入端相连，伺服阀调节液压流量推动作动器运动，作动器的输出端与位移传感器的输入端相连，位移传感器根据作动器的运动位置输出位移信号。至少还包括第二比例-积分-微分电路、第二伺服阀驱动器、第二伺服阀、第二作动器和第二位移传感器，工控计算机的第二输出端与第二比例-积分-微分电路的输入端相连，工控计算机的第二输入端与第二位移传感器的输出端相连，第二位移传感器的输出端与第二比例-积分-微分电路的另一个输入端相连，第二比例-积分-微分电路的输出端与第二伺服阀驱动器的输入端相连，第二伺服阀驱动器的输出端与第二伺服阀的输入端相连，第二伺服阀的输出端与第二作动器的输入端相连，第二作动器的输出端与第二位移传感器的输入端相连。还包括最小方差自校正控制器串联在工控计算机和比例-积分-微分电路之间。所述最小方差自校正控制器包括参数估计器、设计计算器和控制器，参数估计器的输出端与设计计算器的输入端相连，设计计算器的输出端与控制器的输入端相连，参数估计器的两个输入端分别与控制器的输出端、工控计算机的一个输出端相连；控制器的另一个输入端与工控计算机的另一个输出端相连；控制器的输出端与比例-积分-微分电路的输入端相连。还包括采集卡，所述采集卡包括A/D电路和D/A电路，A/D电路串联在工控计算机的输入与位移传感器的输出之间，D/A电路串联在控制器的输出与比例-积分-微分电路的输入之间。所述比例-积分-微分电路包括顺次串联的比较器、比例运算电路、积分运算电路和微分运算电路，比较器的两个输入端分别接控制器的输出端、位移传感器的输出端；微分运算电路的输出端与伺服阀驱动器的输入端相连。一种用于汽车道路模拟的电液伺服控制系统方法，包括如下步骤A、工控计算机根据当前时刻期望的路谱信号和上一时刻的位移信号产生控制指令传递给比例-积分-微分电路；B、比例-积分-微分电路根据控制指令和位移信号产生校正信号；C、校正信号经过伺服阀驱动器放大生成电流信号作用于伺服阀；D、伺服阀调节液压流量推动作动器运动，同时位移传感器将作动器的位移信号反馈给工控计算机，回到步骤A。所述步骤A中产生控制指令的方法具体为最小方差自校正控制器根据期望的路谱信号和位移信号输出控制指令。所述步骤B中产生校正信号的方法具体为比例-积分-微分电路中的比较器对控制指令和位移信号进行比较，得到偏差；比例-积分-微分电路中的比例运算电路、积分运算电路和微分运算电路再对该偏差进行比例、积分、微分处理后输出校正信号。由于采用比例-积分-微分(Proportional-Integral-Derivative，PID)电路、伺服阀驱动器、伺服阀、作动器和位移传感器构成了一个闭环电路，其信号处理仅在硬件电路间进行，无需经过计算机，提高了本专利技术伺服系统的响应速度，改善了系统的频率特性，保证系统的实时性；工控计算机、PID电路、伺服阀驱动器、伺服阀、作动器和位移传感器也构成了一个闭环电路，其信号处理经过工控计算机，保证了系统的控制精度；本专利技术采用工控计算机为主控制器、PID电路为副控制器的双环串联的控制方式，既可以弥补现有伺服系统硬件控制器控制精度不高的缺陷，又能够克服了计算机实时性不强的特性，控制效果显著、开发周期短、成本低、系统可升级性强、维护方便。附图说明下面通过具体的实施例并结合附图对本专利技术作进一步详细的描述。图1是本专利技术的电路原理示意图。图2是自校正最小方差的控制原理示意图。图3是PID电路的电路原理示意图。图4是本专利技术的流程图。具体实施例方式实施例，一种用于汽车道路模拟的电液伺服控制系统，如图1所示，包括工控计算机1、PID电路2、伺服阀驱动器3、伺服阀4、作动器5和位移传感器6。其中工控计算机1的输入端与位移传感器6的输出端相连，工控计算机1的输出与PID电路2的输入端相连，工控计算机1根据期望的路谱信号和采集的位移信号输出控制指令，位移传感器6的输出端与PID电路2的另一个输入端相连，PID电路2的输出端与伺服阀驱动器3的输入端相连，PID电路2根据控制指令和采集的位移信号输出校正信号，伺服阀驱动器3的输出端与伺服阀4的输入端相连，伺服阀驱动器3放大校正信号生成电流信号作用于伺服阀4，伺服阀4的输出端与作动器5的输入端相连，伺服阀4调节液压流量推动作动器运动，作动器5的输出端与位移传感器6的输入端相连，位移传感器6根据作动器5的运动位置输出位移信号。应用于汽车四通道轮耦合的道路模拟系统时，还包括第二PID电路、第二伺服阀驱动器、第二伺服阀、第二作动器和第二位移传感器，第三PID电路、第三伺服阀驱动器、第三伺服阀、第三作动器和第三位移传感器，第四PID电路、第四伺服阀驱动器、第四伺服阀、第四作动器和第四位移传感器。工控计算机1的第二输出端与第二PID电路的输入端相连，工控计算机1的第二输入端与第二位移传感器的输出端相连，第二位移传感器的输出端与第二PID电路的另一个输入端相连，第二PID电路的输出端与第二伺服阀驱动器的输入端相连，第二伺服阀驱动器的输出端与第二伺服阀的输入端相连，第二伺服阀的输出端与第二作动器的输入端相连，第二作动器的输出端与第二位移传感器的输入端相连。工控计算机1的第三输出端与第三PID电路的输入端相连，工控计算机1的第三输入端与第三位移传感器的输出端相连，第三位移传感器的输出端与第三PID电路的另一个输入端相连，第三PID电路的输出端与第三伺服阀驱动器的输入端相连，第三伺服阀驱动器的输出端与第三伺服阀的输入端相连，第三伺服阀的输出端与第三作动器的输入端相连，第三作动器的输出端与第三位移传感器的输入端相连。工控计算机1的第四输出端与第四PID电路的输入端相连，工控计算机1的第四输入端与第四位移传感器的输出端相连，第四位移传感器的输出端与第四PID电路的另一个输入端相连，第四PID电路的输出端与第四伺服阀驱动器的输入端相连，第四伺服阀驱动器的输出端与第四伺服阀的输入端相连，第四伺服阀的输出端与第四作动器的输入端相连，第四作动器的输出端与第四位移传感器的输入端相连。在本实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于汽车道路模拟的电液伺服控制系统，其特征在于，包括工控计算机（１）、比例－积分－微分电路（２）、伺服阀驱动器（３）、伺服阀（４）、作动器（５）和位移传感器（６），工控计算机（１）的输入端与位移传感器（６）的输出端相连，工控计算机（１）的输出与比例－积分－微分电路（２）的输入端相连，工控计算机（１）根据期望的路谱信号和采集的上一时刻的位移信号输出控制指令，位移传感器（６）的输出端与比例－积分－微分电路（２）的另一个输入端相连，比例－积分－微分电路（２）的输出端与伺服阀驱动器（３）的输入端相连，比例－积分－微分电路（２）根据控制指令和采集的位移信号输出校正信号，伺服阀驱动器（３）的输出端与伺服阀（４）的输入端相连，伺服阀驱动器（３）放大校正信号生成电流信号作用于伺服阀（４），伺服阀（４）的输出端与作动器（５）的输入端相连，伺服阀（４）调节液压流量推动作动器运动，作动器（５）的输出端与位移传感器（６）的输入端相连，位移传感器（６）根据作动器（５）的运动位置输出位移信号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：龙光展，李志民，庞雷，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]