一种电液伺服控制系统的模拟装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种电液伺服控制系统的模拟装置，其内设置有电液伺服执行装置的孪生模型，所述电液伺服执行装置包括指令装置、液压源、电液伺服阀、伺服油缸、负载和传感器装置；所述模拟装置的阀控信号输入端与电液伺服执行装置的伺服控制器的伺服阀控电流输出端连接；所述模拟装置的指令信号输出端与所述伺服控制器的指令信号输入端连接；所述模拟装置的电流反馈输出端与所述伺服控制器的电流反馈输入端连接；所述模拟装置的电压反馈输出端与所述伺服控制器的电压反馈输入端连接。本发明专利技术基于孪生模型实现电液伺服执行装置的模拟，可结合伺服控制器模拟电液伺服阀控系统的运行过程，无需庞大、笨重的液压源、执行元件、反馈传感器等的应用。传感器等的应用。传感器等的应用。

【技术实现步骤摘要】
一种电液伺服控制系统的模拟装置
[0001]技术邻域
[0002]本专利技术涉及工业电液伺服控制领域，特别是涉及一种电液伺服控制系统的模拟装置。

技术介绍

[0003]图1所示：电液伺服阀控系统是指以控制伺服元件(电液伺服阀SV)为控制核心的液压控制系统，它通常由指令装置FIC、伺服控制器SC、液压源HS、伺服元件(电压伺服阀SV)、执行元件(伺服油缸SM)、位置反馈传感器ZE及负载L组成。其中伺服控制器SC根据指令装置FIC的指令信号来控制电液伺服阀SV的开关方向和开度大小来控制执行元件(伺服油缸SM的动作方向和动作速度。负载L通常为轴流风机的静叶风扇，执行元件伺服油缸SM的动作带动负载L动作，从而最终控制而实际应用中液压源、执行元件、反馈传感器等真实设备体积庞大、笨重，且如果用于新产品开发极易导致过载、漏油、信号开路等事故的发生，不适合在办公室写字楼等研发设计场合安装测试。市场迫切需要一种模拟装置来模拟这套系统的运转过程和信号变换过程来满足新产品研发中过程测试需求。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种电液伺服控制系统的模拟装置，以结合伺服控制器模拟电液伺服阀控系统的运行过程，无需庞大、笨重的液压源、执行元件、反馈传感器等的应用。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]本专利技术提供一种电液伺服控制系统的模拟装置，所述模拟装置内设置有电液伺服执行装置的孪生模型，所述电液伺服执行装置包括指令装置、液压源、电液伺服阀、伺服油缸、负载和传感器装置；r/>[0007]所述模拟装置的阀控信号输入端与电液伺服执行装置的伺服控制器的伺服阀控电流输出端连接；所述模拟装置的指令信号输出端与所述伺服控制器的指令信号输入端连接；
[0008]所述模拟装置的电流反馈输出端与所述伺服控制器的电流反馈输入端连接；所述模拟装置的电压反馈输出端与所述伺服控制器的电压反馈输入端连接。
[0009]可选的，所述孪生模型的构建方式为：
[0010]获取电液伺服执行装置在输入不同伺服阀控电流时的电压反馈信号和电流反馈信号；
[0011]将伺服阀控电流作为输入，将电压反馈信号和电流反馈信号作为输出，构建训练样本；
[0012]基于所述训练样本训练神经网络模型，使神经网络模型的第一输出与所述电压反馈信号一致，使神经网络模型的第二输出与所述电流反馈信号一致，获得训练后的神经网络模型作为所述孪生模型。
[0013]可选的，所述伺服控制器内设置有双闭环控制算法，所述双闭环控制算法中的外
环控制算法用于根据电压指令信号与电压反馈信号的差值计算电流指令信号，所述双闭环控制算法中的内环控制算法用于根据电流指令信号和电流反馈信号的差值计算伺服阀控电流。此处的电压反馈信号用于表征位置反馈值，电流反馈信号用于表征速度反馈值，对应的电压指令信号用于表征位置指令值，电流指令信号用于表征速度指令值。
[0014]可选的，所述外环控制算法为PI控制算法和PID控制算法中的一种，所述外环控制算法为PI控制算法和PID控制算法中的一种。
[0015]可选的，所述模拟装置包括MCU主控板，及与所述MCU主控板连接的主控信号输入输出端和主控反馈输出端；
[0016]所述主控信号输入输出端包括指令信号输出端和阀控信号输入端；所述主控反馈输出端包括电流反馈输出端和电压反馈输出端
[0017]所述孪生模型设置在所述MCU主控板内。
[0018]可选的，所述电流反馈输出端的数量为多个，所述电压反馈输出端的数量为多个。
[0019]可选的，所述模拟装置还包括：与所述MCU主控板连接的冗余信号输入输出端和冗余反馈输出端；
[0020]所述冗余信号输入输出端包括指令信号输出端和阀控信号输入端，所述冗余反馈输出端包括电流反馈输出端和电压反馈输出端。
[0021]可选的，所述模拟装置还包括：与所述MCU主控板连接的触摸显示屏、反馈信号调节旋钮和指令信号调节旋钮；
[0022]反馈信号调节旋钮用于调节输出给所述伺服控制器的电压反馈信号和电流反馈信号的大小，所述指令信号调节旋钮用于调节输出给所述伺服控制器的电压指令信号的大小。
[0023]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0024]本专利技术公开一种电液伺服控制系统的模拟装置，所述模拟装置内设置有电液伺服执行装置的孪生模型，所述电液伺服执行装置包括指令装置、液压源、电液伺服阀、伺服油缸、负载和传感器装置；所述模拟装置的阀控信号输入端与电液伺服执行装置的伺服控制器的伺服阀控电流输出端连接；所述模拟装置的指令信号输出端与所述伺服控制器的指令信号输入端连接；所述模拟装置的电流反馈输出端与所述伺服控制器的电流反馈输入端连接；所述模拟装置的电压反馈输出端与所述伺服控制器的电压反馈输入端连接。本专利技术基于孪生模型实现电液伺服执行装置的模拟，可结合伺服控制器模拟电液伺服阀控系统的运行过程，无需庞大、笨重的液压源、执行元件、反馈传感器等的应用。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]图1为本专利技术
技术介绍
提供的电液伺服控制系统的原理图；
[0027]图2为本专利技术实施例提供的模拟装置的结构示意图；
[0028]图3为本专利技术实施例提供的模拟装置的电气拓扑框图；
[0029]附图标记说明：
[0030]1、上位机数字通讯接口；2、电源；3、壳体；4、触摸显示屏；5、MCU主控板；6、指令信号调节旋钮；7、反馈信号调节旋钮；8、主控反馈输出端的端子；9、冗余反馈输出端的端子；10、主控信号输入输出端的端子；11、冗余信号输入输出端的端子。
具体实施方式
[0031]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0032]本专利技术的目的是提供一种电液伺服控制系统的模拟装置，以结合伺服控制器模拟电液伺服阀控系统的运行过程，无需庞大、笨重的液压源、执行元件、反馈传感器等的应用。
[0033]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0034]本专利技术通过MCU控制系统配合外围电路实现模拟(仿真)电液伺服控制系统中除伺服控制器之外的所有系统内设备的动作、信号变换过程，用以搭建电液伺服控制系统模拟(仿真)平台，从而辅助伺服控制器的新产品开发和产品性能验证。本专利技术通过模拟装置中基于孪生模型实现指令信号的发生、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电液伺服控制系统的模拟装置，其特征在于，所述模拟装置内设置有电液伺服执行装置的孪生模型，所述电液伺服执行装置包括指令装置、液压源、电液伺服阀、伺服油缸、负载和传感器装置；所述模拟装置的阀控信号输入端与电液伺服执行装置的伺服控制器的伺服阀控电流输出端连接；所述模拟装置的指令信号输出端与所述伺服控制器的指令信号输入端连接；所述模拟装置的电流反馈输出端与所述伺服控制器的电流反馈输入端连接；所述模拟装置的电压反馈输出端与所述伺服控制器的电压反馈输入端连接。2.根据权利要求1所述的电液伺服控制系统的模拟装置，其特征在于，所述孪生模型的构建方式为：获取电液伺服执行装置在输入不同伺服阀控电流时的电压反馈信号和电流反馈信号；将伺服阀控电流作为输入，将电压反馈信号和电流反馈信号作为输出，构建训练样本；基于所述训练样本训练神经网络模型，使神经网络模型的第一输出与所述电压反馈信号一致，使神经网络模型的第二输出与所述电流反馈信号一致，获得训练后的神经网络模型作为所述孪生模型。3.根据权利要求1所述的电液伺服控制系统的模拟装置，其特征在于，所述伺服控制器内设置有双闭环控制算法，所述双闭环控制算法中的外环控制算法用于根据电压指令信号与电压反馈信号的差值计算电流指令信号，所述双闭环控制算法中的内环控制算法用于根据电流指令信号和电流反馈信号的差值计算伺服阀控电流。4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍兴涛，于月伟，李植楠，迟迪，孙山虎，张萌，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司北京长城航空测控技术研究所北京长城航空测控技术研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：