液压控制器网最佳论文获奖

奥斯汀,得克萨斯州——印度班加罗尔Captronic Systems公司的mondeep Duarah和Vijay Jayabalan以题为“数字电液伺服控制器本文介绍了他们使用LabView和PXI/Compact PCI硬件开发的基于pc的数字控制器国家仪器(倪)。

他们在论文中指出:“虽然电机用于许多运动控制系统，但电液系统通常更有效地解决需要非常大的力或宽带宽的应用。”“一般来说，电液系统更适合控制带宽大于20 Hz或控制功率大于15 kW的应用。”

这样的伺服液压系统在机械上“更硬”，在给定的功率水平下产生更高的机架谐振频率，更高的环路增益，以及改进的动态性能。驱动流体有效地充当冷却介质，将热量从执行器和流量控制部件带走，使此类系统运行温度更低。

“不幸的是，”作者继续说，“液压系统也表现出一些固有的非线性效应，这会使控制问题复杂化。”

事实上，绝大多数的电子闭环控制器都是基于简单的模拟电路设计，这使得处理这些非线性效应变得困难。控制设计人员传统上选择这些设计，因为它们提供了众所周知的PID控制策略的鲁棒性，低成本实现。这种方法在拓扑简单和带宽有限的系统中工作得很好。

然而，越来越多地使用复杂的控制策略和复杂的机电一体化架构，再加上需要支持增强的功能，如数据记录和数字通信，导致对液压伺服系统控制的数字处理器的兴趣增加。

作者列举了使用基于pc的数字控制器的一些好处:

• 提高对组件公差，热漂移和老化的免疫力;

• 提高抗噪能力;

• 具有修改和存储控制参数的能力;

• 能够轻松实现数字通信;

• 系统故障监测和诊断能力;

• 数据记录功能;

• 自动校准;

• 诊断监测识别机械振动和预测故障模式;

• 抑制谐振模式的高阶数字滤波器;和

• 降低整体系统成本。

作者构建的测试系统使用电-气动执行器根据pxi信号发生器产生的测试波形加载测试试样，该信号发生器能够产生正弦、三角形、方形或组合波形。

为了控制试样上的载荷，应变式测力元件监测实际载荷。由此产生的电信号通过美国国家仪器公司的SCXI-1520信号调节器，并与原始测试波形进行比较。然后，误差信号被放大并用于控制伺服阀，伺服阀控制从高压泵到执行器的油流量，驱动活塞改变试样上的力。

控制是通过使用软件实现的一个PID控制器NI PID控制工具包。PID控制器采用PID算法的位置形式。PID控制器能够加载由波形定义的系统。PID控制工具包提供了分流校准、偏移置零和可编程激励的资源。

不幸的是，系统的非线性行为迫使保守环路增益和PID控制工具包的增益调度特性帮助实现它们。在多个工作点对控制器进行调谐，以解决系统的非线性问题。

作者说，开发的数字伺服控制器具有高度的灵活性，坚固耐用和成本效益。测试表明，该方法的平均精度可达2a

其他控制工程NIWeek 2007报道包括软件进步。

C.G.马西，资深编辑，控制工程

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