液压伺服系统不对称问题

lszdyx · 发表于 2010-6-17 21:52:54

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本帖最后由 lszdyx 于 2010-6-17 21:57 编辑

1、伺服系统控制缸动作，大致为阀控对称缸和阀控不对称缸两种方式，本人使用阀控不对称缸进行伺服加载，通过外加力传感器反馈构成闭环控制，采用704所CSDY1-20伺服阀，恒压变量泵DRG（比例阀遥控）方式，通过AMESIM仿真发现，如果输入信号为正负（对应油缸的伸缩）的指令载荷，则伺服系统会按照PID方式调节使油缸达到指令要求值。但当我将输入信号变为正弦信号（1HZ），则伺服阀控制油缸动作有时不按照正弦进行，即使按照正弦规律走，但波形严重失真，要么相位滞后很多，幅值降低很多，总之不能达到要求；
2、怀疑是不是缸不对称造成的，如果由此造成，如何通过电气或其他方法来修改呢？、

3、结下来，我将油缸换为对称缸，仍然出现输出没有按照正弦信号跟踪，要么失真，要么衰减，在1HZ信号下就如此，信号频率提高，结果更为恶劣！

请大家分析一下，谢谢，同时附上AMESIM仿真原理图，仿真参数，泵排量28，电机转速1450，伺服阀额定压力21MPa，额定流量20L/min，油缸缸径200，活塞干100，力传感器（5v，70t）
0.5HZ,1HZ,2HZ输入信号.jpg

0.5HZ,1HZ,2HZ输入信号.jpg
0.5HZ,1HZ,2HZ输入信号下的油缸载荷输出状态.jpg

0.5HZ,1HZ,2HZ输入信号下的油缸载的跟踪（相位滞后，幅值严重衰减！！！！！）
原理图.jpg

原理图.jpg

sailor_ · 发表于 2010-6-19 19:46:34

上面是我仿真的结果，力的变化跟得上。

我有点疑问：那个力传感器它只能测到正值吧？

lszdyx · 发表于 2010-6-20 00:18:55

频率低可以，但一高就不行了，衰减很严重，滞后也很严重

sailor_ · 发表于 2010-6-20 10:55:24

本帖最后由 sailor_ 于 2010-6-20 10:57 编辑

昨天那个是频率为1hz的，今天是频率是5hz的

你说的频率大了之后就有严重的幅值衰减和相位差，频率大，即变化快，力的变化快，反映在作用对象上，如果弹簧刚度和阻尼系数不变，就需要油缸的位移能快速变化，即速度快。这是定性的分析。这样有两种办法可以解决：
其一：改变作用对象，将弹簧刚度加大
其二：改变液压系统，将阀的流量加大，或者将油缸直径减小

定量的用传递函数建模，也可以得到类似的结论

另外一点是，加大频率后仿真时，减小仿真步长

lszdyx · 发表于 2010-6-20 12:54:37

按照你的思路做了，但差异很大，高速我你的QQ

lszdyx · 发表于 2010-6-20 13:06:24

我又试试，结果发现载荷指令变化时，也非常影响跟踪效果，载荷变大，则差，频率增大，更差，甚至丢掉180的相位度

dirina · 发表于 2010-6-20 13:21:56

这个和你的负载有关系啊，还有就是你模型的参数

jierenjie · 发表于 2010-6-20 20:02:59

是不是阀不好啊，动态特性太差啊，或者是反馈的传感器跟不上啊。
还有如果阀的流量够的话，不对称的缸也不会产生速度不对称啊。

lszdyx · 发表于 2010-6-21 15:40:04

阀的流量?你说的是泵的流量巴

自流井 · 发表于 2010-6-22 08:51:58

学习一下。。。

lszdyx · 发表于 2010-6-22 09:31:00

此问题长期困扰,烦各位高手讨论.如图中所示,给定型号频率高的话,大约为5HZ时,输出很难跟踪输入变化,而且横坐标轴上侧型号的幅度大于下侧的幅度,同时幅值衰减,相位之后,实际中或者AMESIM仿真中有什么好的办法来解决这个问题呢!

jierenjie · 发表于 2010-6-22 20:46:24

开环状态好的，闭环不行，如果确定阀好的话建议能不能更换传感器啊。可以改成位移传感器吗。

lszdyx · 发表于 2010-6-25 08:20:41

这是仿真啊，伺服阀为704所CSDY1-20，额定压力21MPa，额定流量为20升，不存在换传感器的问题啊，系统是力反馈闭环，不能换成位移反馈了

jierenjie · 发表于 2010-6-25 18:32:29

AMESIM这个软件不会，那就只能等高手了。瞎猜一下，是不是和参数的设定有点关系啊？
实际中我们的设备都可以的，油缸的动态特性最高到13Hz左右了。

zxx960629 · 发表于 2010-6-25 18:39:40

你现在是实际当中的问题还是仿真的问题，如果是实际，也可能是你使用了变量泵响应不够，油缸的摩碴力也检查一下（多大压力推动）

lszdyx · 发表于 2010-6-28 16:10:17

感谢各位帮助，我是在仿真过程中发现的问题，再次描述一下：系统要实现伺服阀控制单活塞杆液压缸，为力传感器反馈闭环控制模式，实际元件参数为：
1、力传感器（最大70t，输出最大5v）
2、伺服阀为704所CSDY1-20,额定力量20L/min，额定压力21MPa，最大使用压力31.5MPa，额定电流为8mA；
3、伺服放大器为704所的SA-01，输入正负10v，输出8mA,当然增益可调；
4、油缸活塞直径200mm，活塞干直径120mm，行程300mm；
5、泵为恒压变量泵A10VSO28,DRG控制方式，通过ATOS比例溢流阀来实现远程压力控制；
6、系统目的是进行加载。
7、工作原理：伺服放大器控制伺服阀，伺服阀控制油缸，力传感器反馈电压信号至控制采集卡，该板卡将给定信号（给定力值）通过控制板采集卡转换为电压信号，同时将输入信号与反馈信号比较左差后经过软件数字PID后，送入伺服放大器。

以上为详细描述！
故障：问题是出现在AMEsim仿真过程中，当输入信号为正弦5HZ时，输出力严重衰减、相位滞后严重。
疑问：伺服阀在仿真的时候的参数如何设置，比如压降和对应流量，能否设置为20L/min－－－10MPa？？？

lszdyx · 发表于 2010-6-28 17:26:39

欢迎高手指点一二

sailor_ · 发表于 2010-6-29 21:50:12

对你仿真的有点疑问，我们qq讨论

jierenjie · 发表于 2010-6-30 22:28:44

楼主问题解决了吗？

lszdyx · 发表于 2010-7-1 22:57:52

现在还在琢磨，真担心实际系统也会象仿真结果那样

ruizh · 发表于 2010-7-2 11:49:18

换阀试试，阀动态不够。

lszdyx · 发表于 2010-7-2 15:22:49

21楼，这个过程指的是仿真，换阀干什么啊

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