ATOS高速開關(guān)閥控液壓缸的位置控制

高速開關(guān)閥是一種新型的電液數(shù)字閥，它通過調(diào)節(jié)閥口的開/關(guān)時(shí)間來改變通過閥的平均通過流量。高速開關(guān)閥具有切換速度快、抗污染性強(qiáng)、重復(fù)精度高，以及價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，因其采用脈沖信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)，故能實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和液壓流體技術(shù)的結(jié)合，被廣泛應(yīng)用于需要進(jìn)行速度、位置和力控制的多種場(chǎng)合。

目前，高速開關(guān)閥的控制方式可分為:脈寬調(diào)制(PWM)、脈幅調(diào)制(PAM)、脈碼調(diào)制(PCM)、脈頻調(diào)制(PFM)、脈數(shù)調(diào)制(PNM)等，其中常用的是脈寬調(diào)制技術(shù)。

對(duì)位置控制策略的研究，大多采用純反饋的控制方式，包括PID、模糊、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模型預(yù)測(cè)等，其控制方式都基于偏差而進(jìn)行參數(shù)補(bǔ)償，具有一定的滯后性。

高速開關(guān)閥可實(shí)現(xiàn)液壓缸中活塞位置的控制。通過建立的高速開關(guān)閥的閥芯位移和閥口通流流量仿真模型，分析了高速開關(guān)閥的流量特性，針對(duì)PWM控制方式下的高速開關(guān)閥存在死區(qū)和飽和區(qū)的特性，采用PWM與PFM相結(jié)合的控制方式進(jìn)行流量調(diào)節(jié)，使流量在占空比為0-1的范圍內(nèi)線性化，有效地降低了液壓缸啟動(dòng)過程中的時(shí)間延遲與位置誤差。針對(duì)活塞伸出過程中的純反饋控制滯后和前饋控制抗干擾性差的特點(diǎn)，采用前饋與反饋控制相結(jié)合的控制方式，通過模糊反饋調(diào)整高速開關(guān)閥的工作頻率和占空比進(jìn)行活塞伸出位移修正，實(shí)現(xiàn)了對(duì)液壓缸中活塞位置的控制，位置控制誤差保證在-0.3~0.3mm內(nèi)。